中国首个发射一百次的系列火箭诞生了 它叫长三甲

  2019年04月21日 10:09
  来源:新京报

原标题:中国首个发射一百次的系列火箭诞生了 它叫长三甲

新京报快讯(记者 倪伟)4月20日22点41分,在中国西昌卫星发射中心,长征三号乙火箭将北斗三号IGSO卫星成功送入预定轨道。

这次发射创造了中国航天史上一项纪录:长三乙和长征三号甲(简称长三甲)、长征三号丙(简称长三丙)组成的长征三号甲系列火箭,共完成100次发射,成为我国第一个发射任务次数过百的单一系列火箭。

迄今,共有17型长征火箭先后投入使用。其中不少型号都有专属称号,如果说“运载能力之王”是长征五号,“航天员座驾”是长征二号F,那么长征三号甲系列火箭,就是当之无愧的长征火箭“第一劳模”和“全能王”。

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长征三号乙火箭发射北斗三号IGSO卫星瞬间。图源:航天科技集团一院

48颗“北斗”、4颗“嫦娥”都由它护送

长三甲系列火箭,包括长三甲、长三乙、长三丙三种型号。长三甲系列脱胎于长征三号火箭,后者已经退役。

长三甲火箭改自长征三号,在其基础上重新设计了第三级,形成大型三级低温液体火箭。全长52.52米,GTO(地球同步转移轨道)的运载能力达到2.6吨。

在长三甲的一子级上捆绑4个助推器,就派生出了长三乙火箭,全长54.838米,GTO运载能力可达到5.2吨,当时位居世界第二位。在长三甲一子级捆绑2个助推器,则组合成长三丙火箭,GTO运载能力为3.8吨。

“这‘三兄弟’中,长三甲体力最小,长三乙力气最大,长三丙次之,想打什么样的卫星,都没问题。”中国航天科技集团一院长三甲系列火箭首任总设计师兼总指挥、中国工程院院士龙乐豪说。

三型火箭运载能力形成梯队,使得长三甲系列成为我国高轨道运载能力最大、适应性最强的火箭系列。长三甲系列可以一箭单星,也可以一箭多星,既可以用于标准地球同步转移轨道发射,也可以用于超同步转移轨道或低倾角同步转移轨道发射,以及深空探测器发射,适应世界绝大多数应用卫星的质量。

因此,长征三号甲系列成为长征火箭最重要的主力。

截至目前,北斗导航工程从一期到三期,探月工程从嫦娥一号到嫦娥四号,全部由长三甲系列火箭实施发射,一共将48颗北斗导航试验卫星和北斗导航卫星、4颗嫦娥探测器成功送入预定轨道。

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长征三号乙火箭在塔架准备发射。图源:航天科技集团一院

世界领先的“技术流” 16次承担国际发射

长三甲系列火箭由中国航天科技集团一院研制,是我国火箭高技术水平的代表。

长三甲系列火箭的三子级,采取液氢/液氧推进剂。据龙乐豪介绍,液氢/液氧推进剂环保无污染,技术难度极大,使得当时的长三甲站在世界火箭第一梯队。

高效的液氢液氧推进剂,使得长三甲系列三子级的比推力也达到世界一流。所谓比推力,就是火箭在单位时间内消耗单位推进剂所产生的推力。龙乐豪说,常规的四氧化二氮/偏二甲肼推进剂,比推力最高不到280秒,液氧/煤油推进剂比推力在300秒至310秒之间,而液氢/液氧推进剂最高能达到440秒,高下立见。

火箭是否先进,还有一个关键指标:有效载荷系数。通俗地说,有效载荷系数是卫星重量除以火箭起飞重量得出的系数。

龙乐豪打了个比方:就像两个举重运动员,体重一样,谁举起的重量更大谁就赢了。火箭也是一样的道理,同样的起飞重量,发射的卫星越重,有效载荷系数越大,火箭就越先进。服役之初,长三甲的有效载荷系数为世界第三。

长三甲火箭立项之初的目标是实施我国第二代卫星通讯工程,然而,以龙乐豪为代表的第一代研制人员把目光瞄向了更大的市场。

截至2018年12月,长三甲系列火箭已先后承担了16次国际商业发射任务,全部取得圆满成功,探索了一条从航天制造、发射、地面到系统应用的全产业链“一站式”服务之路。

长征三号甲系列火箭构型。图源:航天科技集团

长征三号甲系列火箭构型。图源:航天科技集团

单发任务周期16天 高密度如何实现?

能者多劳,长三甲系列是我国最繁忙的火箭。

1994年2月至2012年3月,历经18年,长三甲系列火箭完成了50次发射;2012年4月至2019年4月,仅仅用时7年,长三甲系列完成了又一个50次发射。

特别是2018年,长三甲系列14次发射,创造了中国航天单一型号年度发射次数纪录;在80天内执行了5次发射任务,单发任务周期16天,创造了中国航天单一型号高密度发射纪录。

火箭虽有三型,团队却是一个。针对高密度设计、生产和发射的现状,如今长三甲系列火箭研制团队优化流程,研制生产能力从一年2~3枚提高到8~10枚,发射周期从60天减到21天,每次执行发射任务的队伍从300人降到100人左右。

记者从航天科技集团一院获悉,未来,长三甲系列火箭将不断创新技术和机制,完成以助推器伞降落区控制、电气系统一体化设计、智能检测组合等为代表的改进。

新京报记者 倪伟 

责任编辑:林茹
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