捷龙三号运载火箭首飞成功

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  今天(9日)14时35分,捷龙三号运载火箭在黄海海域成功发射,将14颗卫星准确送入预定轨道。此次是捷龙三号运载火箭首次飞行,首飞任务取得圆满成功。

  

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  捷龙三号运载火箭由航天科技集团一院抓总研制,是一款面向卫星星座快速组网发射需求而打造的固体运载火箭,支持陆地及海上快速发射。

  新型固体运载火箭运载能力更强

  捷龙三号作为一款新型固体运载火箭,具有运载能力强、整流罩空间大、发射方式多样化等特点。我们一起来了解一下↓

  捷龙三号运载火箭总长31.8米,箭体最大直径2.65米,起飞质量140吨,500公里轨道运载能力达到1.5吨,是面向未来卫星星座快速组网发射需求而打造的一型“高性价比、高可靠,快履约、快发射”的固体运载火箭。

  

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  航天科技集团一院捷龙三号运载火箭总指挥金鑫:比如说长征十一号,500公里太阳同步轨道500公斤,捷龙三号的运载能力是500公里太阳同步轨道1.5吨,是长十一的三倍。还有就是3.35米整流罩,给卫星提供了非常宽裕的空间。

  整流罩,就是位于火箭顶部包裹卫星的部件,整流罩越大,留给卫星的空间就越充裕,捷龙三号火箭箭体直径只有2米多,然而整流罩的直径却达到了3.35米,这也是我国运载火箭第一次采用这种“头大脖子细”的设计。然而,设计上的创新,也带来了更多新的难题。

  

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  航天科技集团一院捷龙三号运载火箭总指挥金鑫:大家想象大头细脖子,这肯定对火箭的控制带来难度。在飞行当中还带来复杂的噪声环境,以及噪声带来的震动环境。

  

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  航天科技集团一院捷龙三号火箭控制系统软件主管设计师孙晨光:在设计过程中,我们把整个火箭的飞行过程进行了仿真,找到火箭的控制难点,降低控制难度,使火箭更加容易控制,克服了火箭外形不规则,大头罩细脖子的难题。

  捷龙三号作为一款针对商业航天市场研制的运载火箭,具备“一箭20星”的发射能力,能为国内外商业卫星提供星座组网、补网、载荷验证等发射服务。

  首飞为何选择在海上?

  我国以往所有的运载火箭,首次飞行任务都是在陆地上进行的,那么捷龙三号火箭的首飞为何要选择在海上进行呢?

  相比于采用液体燃料作为推进剂的火箭来说,捷龙三号由于采用的是固体燃料,燃料可以提前填充在火箭内,并长期储存,使发射准备环节大大减少。这样的特性,使得捷龙三号具备了适应海上发射的先天优势。

  此外,像长征五号、长征七号这类液体燃料火箭,都是分段运输至发射场之后,再进行组装。而固体运载火箭是一个整体,不能分段运输。捷龙三号作为我国目前最大最重的固体运载火箭,长途运输也就成了一个难题。

  

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  航天科技集团一院捷龙三号运载火箭总指挥金鑫:整个火箭全长31米,规模是140吨。这样大的火箭,如果到其他陆地发射场运去发射,陆地运输无论是用公路还是铁路,难度还是比较大的。

  由于捷龙三号的研制生产地就在山东海阳港附近,火箭出厂几公里就能到达海边,相比于陆上长途运输,“就近”选择海上发射也更方便、更高效。

  

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  航天科技集团一院捷龙三号运载火箭总指挥金鑫:其他火箭(首飞)都是陆地发射,应该说从发射本身的难度会小一点,而海上热发射难度会大一点。所以作为一型火箭,首先关键技术得突破,而有了关键技术突破,后面就可以通过生产制造发射一体化,提高发射效率。

  捷龙三号作为一款面向商业航天的运载火箭,海上发射还能带来经济性。在海上可以自由选择发射位置,就能针对不同轨道的卫星,选择最合适的点位进行发射,可以有效节省燃料,降低发射成本。

  

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  航天科技集团一院捷龙三号运载火箭总体副总设计师刘伟:因为我们首飞执行的是太阳同步轨道任务,就希望尽可能地把发射点往东布置,可以相对来说发挥比较大的运载能力。

  我国完成首次海上“热发射”

  在本次任务中,捷龙三号火箭首次完成了我国火箭海上热发射,实现了从海上冷发射到海上热发射的跨越。

  此前,我国已进行了四次海上发射,均是由长征十一号火箭完成的。而长征十一号的发射方式被称为“冷发射”。

  

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  航天科技集团一院捷龙三号火箭地面发射支持系统副总师欧阳松:我们在以前型号上执行的是海上冷发射技术。冷发射技术的动力源,来自地面的弹射动力装置,它把火箭弹射出筒以后,火箭在空中点火实施飞行。

  而此次捷龙三号的海上发射,则是在发射平台上直接点火起飞,这种发射方式就被称为“热发射”,是一种非常成熟的地面发射模式。但是这次把发射地点换到了海上,想要完成“热发射”就需要解决许多新的难题。

  

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  航天科技集团一院捷龙三号火箭地面发射支持系统副总师欧阳松:传统热发射在陆地上,它是个比较平稳的平台。地面是平的,在海浪环境下船是摇晃的,火箭在起飞前会处于不稳定的状态,会出现滑倒、横移甚至倾翻这种事故,所以海上发射要重点解决这个问题。

  欧阳松介绍,为了实现海上热发射,捷龙三号的设计师们攻克了火箭稳定性、起飞安全性、燃气流导出和热防护设计等技术难题,同时还采取一体化测发指挥系统,可实现笔记本电脑一键式发射。在确保发射安全性前提下,有效简化了发射流程,为我国未来更多样的海上发射奠定了坚实的技术基础。

  

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  航天科技集团一院捷龙三号火箭地面发射支持系统副总师欧阳松:这种方式对于我们来说也是一种全新的尝试。它的原理、理论,包括模型,为以后更好地开展海上热发射技术的产品的正向设计提供很好的保证。

  生产发射一体化海上发射流程大幅优化

  本次捷龙三号火箭的成功发射,还进一步验证了火箭从生产到海上发射的一体化流程。有效减少了火箭生产制造与发射之间的复杂运输环节,缩短发射链条,大幅提高发射效率。

  据介绍,捷龙三号火箭的总装测试基地位于山东海阳港,火箭完成总装测试后,采取批量生产贮存模式。在执行发射任务时,火箭整体转运至海阳港的发射船,运输距离不超过6公里,运输用时不超过2小时;随后火箭在随船抵达目标海域后,就可进入发射流程。

  航天科技集团一院捷龙三号运载火箭总指挥金鑫:整个过程我们现在测算不超过一周,而且这种模式更大的好处在于能实现高频次,因为这一发打完过后,船回来可以接第二发的火箭,这样预计未来可以实现一周一次的发射能力。

  

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  金鑫介绍,火箭批量化生产也在加速推进,山东海阳总装测试厂房2023年底将达到年产20发火箭的生产能力。随着我国海上发射需求不断增加,更加专业的海上发射船也正在设计之中,未来将实现一次出海多次发射;同时,海上固定发射平台也开始了论证,未来将持续降低海上发射对火箭的要求,大幅提高海上发射的经济性和灵活性。

  航天科技集团一院捷龙三号运载火箭总指挥金鑫:我们还在规划,例如说液体火箭能不能够搞海上发射,应该说从论证看也具备能力,到那时候就实现了从固体到液体的跨越,让海上发射更好地给各种火箭提供服务。

  进一步完善固体运载火箭型谱

  捷龙三号火箭首飞成功,也进一步完善了我国固体运载火箭型谱,运载能力梯度更加合理,能够为各类型卫星提供更加安全、灵活、经济、高效的发射服务。

  捷龙三号火箭首飞成功,使得我国固体运载火箭形成了系列化、谱系化发展,通过捷龙一号、长征十一号以及捷龙三号等多型火箭,形成了低轨道运载能力从200公斤到1.5吨覆盖,能够适应各类卫星,从一箭一星到一箭二十星的发射需求,发射方式也更加多样。

  

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  航天科技集团一院捷龙三号运载火箭总指挥金鑫:捷龙三号火箭是面向未来的低轨的发射服务市场,采取了技术经济一体化,高性价比、高可靠、快履约、快发射,满足未来商业发射市场的需求。这里面不仅是商业,后边国家任务都可以去满足。

  金鑫介绍,后续研制团队将持续开展捷龙三号火箭的优化升级工作,提升火箭运载能力以及发射适应性。此外,具有更大推力的捷龙四号运载火箭也正在论证中,500公里轨道运载能力将达2.5吨。

  

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  航天科技集团一院捷龙三号运载火箭总指挥金鑫:捷龙四号研制完过后,整个运载能力相当于从200公斤一直到2.5吨,运载能力梯度更加合理,给卫星的用户有更多的选择,就犹如汽车运输公司一样,可以选小轿车,也可以商务车,也可以选择大车,道理是一样的,都是为了满足客户的需求。


标签: 火箭 卫星

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