填補空白,長徵八號首飛成功

2020-12-24 光明日報

12月22日12時37分,我國自主研製的新型中型運載火箭長徵八號首次飛行試驗,在中國文昌航天發射場順利實施,火箭飛行正常,試驗取得圓滿成功。新華社記者 蒲曉旭攝

12月22日12時37分,北緯19度,東經110度,中國文昌航天發射場,長徵八號首次飛行試驗圓滿成功。這是航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術研究院研製的新型中型運載火箭,本次飛行任務為一箭五星,其中包括航天科技集團公司五院的新技術驗證七號衛星。

長徵八號的首飛成功,填補了我國太陽同步軌道運載能力的空白,也為未來中低軌高密度發射任務創造了條件。

填補空白,瞄準太陽同步軌道運載能力需求

近年來我國航天事業迅猛發展,長徵六號、長徵十一號、長徵七號、長徵五號等新一代運載火箭相繼飛入太空,取得了北鬥導航全球組網、月球探測、火星探測等一系列重要成果。

「長徵系列運載火箭各自的定位和使命不同。」長徵八號運載火箭副主任設計師陳曉飛告訴記者,「如果3至5噸級左右的太陽同步軌道任務需要發射時,長徵五號和長徵七號大材小用,長徵六號和長徵十一號又難以扛起重任。」

沿太陽同步軌道運行的衛星,將在同一當地時間由同一方向經過同一地點,根據這一特點,氣象衛星、地球資源衛星和照相偵察衛星一般都選取太陽同步軌道。因此構建新一代中型運載火箭,填補太陽同步軌道衛星發射需求空白,成為迫切需要解決的難題。

市場需求也是推動長徵八號立項研發的重要因素。陳曉飛介紹,2030年前,主流1至8噸的中型太空飛行器發射需求非常龐大,其中中低軌道發射需求佔59%,其中97%的發射任務都可用長徵八號運載火箭執行。同時當前星座組網發射成為爆點,預計2023年前後,星座發射年均將達到10次以上,長徵八號作為商業發射的有力競爭者也很有優勢。

「長徵五號被稱為『胖五』,長徵八號也有一個雅號叫『快八』,一是研製快,從立項研製到發射僅用了3年時間;二是履約快,從籤署合同到火箭出廠,履約周期約為12個月;三是發射快,到後期預計發射周期為10天。」航天科技集團一院長徵八號運載火箭副總指揮段寶成介紹,尤其是後兩項,為對標國際一流,降本增效,打造出一款具有國際競爭力的火箭創造了條件。

承上啟下,開展新技術創新與驗證

作為新一代運載火箭的後起之秀,長徵八號繼承了諸多現役火箭的技術成果,是我國新一代中型運載火箭的代表。

航天科技集團一院長徵八號運載火箭總設計師宋徵宇告訴記者:「長徵八號遙一火箭為兩級半構型,火箭一子級繼承了長徵七號芯一級狀態,二子級繼承了長徵三號甲系列三級狀態,這種組合型的長徵八號火箭充分繼承長徵七號和長徵三號甲的研製成果,可靠性得到了大幅度提高。」

作為一款中低軌主力火箭,長徵八號開展的技術創新與驗證同樣亮眼。航天科技集團一院長徵八號火箭總指揮肖耘用了兩個「第一」來總結:長徵八號遙一火箭是國內第一次應用發動機推力調節技術的火箭,也是國內第一個未開展全箭模態試驗的中大型火箭。

「雖然芯一級取消了兩個助推器,但長徵八號經過稠密大氣層和大風區的速度仍然過快,就像汽車一樣,遇到風口車速過快會有側傾的風險。因此我們運用發動機推力調節技術,協調長徵七號和長徵三號甲兩子集的動力,以『收油門』的方式把推力從100%調節到77.5%,讓火箭在大風區慢速安全通過。」肖耘解釋說。

面向未來,為火箭可重複使用等技術積累經驗

長徵八號遙一火箭的成功發射只是長徵八號一系列技術探索的起點。陳曉飛對記者說,本次發射的是組合型長徵八號火箭,主要繼承了現役火箭的研究成果,將來還要通過技術經濟、產品、隊伍融合,打造一款性價比優、具有競爭力的融合型火箭。

當前運載火箭可重複使用仍然是全球航天領域的熱門話題,對此肖耘介紹,此次發射的長徵八號遙一火箭已經開展了可重複使用相關技術的驗證,比如火箭已具備了特定故障下自主進行姿態控制重構的能力,發動機推力調節技術也為後續可重複使用的發動機技術進行了部分驗證。

肖耘坦言,當前火箭可重複使用還有很多技術難題需要突破,如火箭回收過程中的著陸緩衝、著陸控制、著陸平衡技術等。一旦取得突破,也將為後續其他型號的火箭回收與重複使用作鋪墊。

未來,長徵八號火箭將不斷發揮新一代中型主力火箭的作用,在飛行中探索新技術,積累飛行樣本,為中國航天的發展貢獻力量。

(本報記者 秦偉利 本報通訊員 王偉童)

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