中國首個發射一百次的系列火箭誕生了 它叫長三甲

  2019年04月21日 10:09
  來源:新京報

原標題:中國首個發射一百次的系列火箭誕生了 它叫長三甲

新京報快訊(記者 倪偉)4月20日22點41分,在中國西昌衛星發射中心,長征三號乙火箭將北斗三號IGSO衛星成功送入預定軌道。

這次發射創造了中國航天史上一項紀錄:長三乙和長征三號甲(簡稱長三甲)、長征三號丙(簡稱長三丙)組成的長征三號甲系列火箭,共完成100次發射,成為我國第一個發射任務次數過百的單一系列火箭。

迄今,共有17型長征火箭先后投入使用。其中不少型號都有專屬稱號,如果說“運載能力之王”是長征五號,“航天員座駕”是長征二號F,那么長征三號甲系列火箭,就是當之無愧的長征火箭“第一勞模”和“全能王”。

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長征三號乙火箭發射北斗三號IGSO衛星瞬間。圖源:航天科技集團一院

48顆“北斗”、4顆“嫦娥”都由它護送

長三甲系列火箭,包括長三甲、長三乙、長三丙三種型號。長三甲系列脫胎于長征三號火箭,后者已經退役。

長三甲火箭改自長征三號,在其基礎上重新設計了第三級,形成大型三級低溫液體火箭。全長52.52米,GTO(地球同步轉移軌道)的運載能力達到2.6噸。

在長三甲的一子級上捆綁4個助推器,就派生出了長三乙火箭,全長54.838米,GTO運載能力可達到5.2噸,當時位居世界第二位。在長三甲一子級捆綁2個助推器,則組合成長三丙火箭,GTO運載能力為3.8噸。

“這‘三兄弟’中,長三甲體力最小,長三乙力氣最大,長三丙次之,想打什么樣的衛星,都沒問題。”中國航天科技集團一院長三甲系列火箭首任總設計師兼總指揮、中國工程院院士龍樂豪說。

三型火箭運載能力形成梯隊,使得長三甲系列成為我國高軌道運載能力最大、適應性最強的火箭系列。長三甲系列可以一箭單星,也可以一箭多星,既可以用于標準地球同步轉移軌道發射,也可以用于超同步轉移軌道或低傾角同步轉移軌道發射,以及深空探測器發射,適應世界絕大多數應用衛星的質量。

因此,長征三號甲系列成為長征火箭最重要的主力。

截至目前,北斗導航工程從一期到三期,探月工程從嫦娥一號到嫦娥四號,全部由長三甲系列火箭實施發射,一共將48顆北斗導航試驗衛星和北斗導航衛星、4顆嫦娥探測器成功送入預定軌道。

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長征三號乙火箭在塔架準備發射。圖源:航天科技集團一院

世界領先的“技術流” 16次承擔國際發射

長三甲系列火箭由中國航天科技集團一院研制,是我國火箭高技術水平的代表。

長三甲系列火箭的三子級,采取液氫/液氧推進劑。據龍樂豪介紹,液氫/液氧推進劑環保無污染,技術難度極大,使得當時的長三甲站在世界火箭第一梯隊。

高效的液氫液氧推進劑,使得長三甲系列三子級的比推力也達到世界一流。所謂比推力,就是火箭在單位時間內消耗單位推進劑所產生的推力。龍樂豪說,常規的四氧化二氮/偏二甲肼推進劑,比推力最高不到280秒,液氧/煤油推進劑比推力在300秒至310秒之間,而液氫/液氧推進劑最高能達到440秒,高下立見。

火箭是否先進,還有一個關鍵指標:有效載荷系數。通俗地說,有效載荷系數是衛星重量除以火箭起飛重量得出的系數。

龍樂豪打了個比方:就像兩個舉重運動員,體重一樣,誰舉起的重量更大誰就贏了。火箭也是一樣的道理,同樣的起飛重量,發射的衛星越重,有效載荷系數越大,火箭就越先進。服役之初,長三甲的有效載荷系數為世界第三。

長三甲火箭立項之初的目標是實施我國第二代衛星通訊工程,然而,以龍樂豪為代表的第一代研制人員把目光瞄向了更大的市場。

截至2018年12月,長三甲系列火箭已先后承擔了16次國際商業發射任務,全部取得圓滿成功,探索了一條從航天制造、發射、地面到系統應用的全產業鏈“一站式”服務之路。

長征三號甲系列火箭構型。圖源:航天科技集團

長征三號甲系列火箭構型。圖源:航天科技集團

單發任務周期16天 高密度如何實現?

能者多勞,長三甲系列是我國最繁忙的火箭。

1994年2月至2012年3月,歷經18年,長三甲系列火箭完成了50次發射;2012年4月至2019年4月,僅僅用時7年,長三甲系列完成了又一個50次發射。

特別是2018年,長三甲系列14次發射,創造了中國航天單一型號年度發射次數紀錄;在80天內執行了5次發射任務,單發任務周期16天,創造了中國航天單一型號高密度發射紀錄。

火箭雖有三型,團隊卻是一個。針對高密度設計、生產和發射的現狀,如今長三甲系列火箭研制團隊優化流程,研制生產能力從一年2~3枚提高到8~10枚,發射周期從60天減到21天,每次執行發射任務的隊伍從300人降到100人左右。

記者從航天科技集團一院獲悉,未來,長三甲系列火箭將不斷創新技術和機制,完成以助推器傘降落區控制、電氣系統一體化設計、智能檢測組合等為代表的改進。

新京報記者 倪偉 

責任編輯:林茹
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