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长征三号乙火箭:长征三号乙改五型火箭可以发射太阳同步轨道卫星

   2016年8月6日0时22分,长征三号乙火箭(以下简称“长三乙火箭”)在西昌卫星发射中心点火升空,成功将“天通一号01”星送入预定轨道,这是我国卫星移动通信系统首发星。

  长三乙火箭由中国运载火箭技术研究院抓总研制。根据用户和工程总体要求,本次发射“天通一号”卫星的为长三乙遥35火箭,是长三乙火箭的第3种构型。为应对后续多型号火箭高密度发射的趋势,长三乙遥35火箭在测量方案上进行了优化改进,使火箭数据传输速率更高。

  据了解,本次发射是长三乙火箭的第36次发射,也是该型火箭2016年第二次执行发射任务。


长征三号乙火箭将再添新构型 任务适应能力更强

发布时间 : 2016-07-25     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  由中国运载火箭技术研究院(以下简称“火箭院”)抓总研制的长征三号乙火箭将再添新构型——长征三号乙改五型火箭,从而满足不同用户的发射需求。目前,该构型火箭的总体方案已经通过评审。评审组认为该构型火箭技术方案合理、可行,研制开发策划周密、细致,可以转入下一阶段工作。

  长征三号乙火箭主要用于发射地球同步转移轨道卫星,它与长征三号甲、长征三号丙火箭构成了长征三号甲系列火箭家族。火箭“三兄弟”几乎包揽了我国目前所有的高轨道航天器发射任务,是航天高密度发射的主力火箭。

 △长征三号乙火箭

  在长征三号甲系列火箭家族中,长征三号乙火箭的“力气”最大,它捆绑了4个助推器,可将5.5吨以下的有效载荷送入地球同步转移轨道。自1996年首飞以来,它既承担了我国国内重要卫星发射任务,还是国际商业发射任务的主选火箭。

  目前,该火箭共有4种构型:长征三号乙标准型(已停产)、长征三号乙改一型、长征三号乙改二型、长征三号乙改三型和长征三号乙/远征一号火箭,其中后三者属于增强型火箭。这4种构型的火箭,分别在火箭芯一级、助推器的长度以及整流罩尺寸等处有明显的不同,从而使火箭运载能力更大、任务适应能力更强。

  据火箭总体设计人员魏远明介绍,长征三号乙火箭即将新添的构型为长征三号乙改五型火箭。从外形上看,它最大的不同是在长征三号乙/远征一号火箭基础上,将整流罩加长了900毫米,从而能够包络更大的卫星。研制长征三号乙改五型火箭,主要是为了满足不同用户的发射需求。新添构型后,长征三号乙火箭任务适应能力会更强,不仅能够发射地球同步转移轨道有效载荷,还将覆盖太阳同步轨道有效载荷的发射任务。

  其实,在长征三号甲系列火箭中,几乎每一型火箭又细分为不同的构型。如长征三号丙火箭包含的构型有:长征三号丙标准型、长征三号丙改二型、长征三号丙/远征一号3种构型,其中后两者属于增强型火箭。多种构型相组合,形成了我国高轨道运载能力最大、适应性最强的火箭群体。


长三乙火箭在飞行中,轨道倾角由28.5 度变为18.4度,充分释放了火箭的潜力。(丁洁/制)

         在发射老挝一号通信卫星时,长三乙火箭在三级飞行中突然改变了姿势,以矫健身姿将轨道倾角大幅度压低。压低后的轨道倾角为18.4度,与长三乙火箭发射标准地球同步转移轨道卫星的倾角相比,低了10度多。

        “一般情况下,长三乙火箭发射的标准地球同步转移轨道卫星的倾角为28.5度,卫星入轨后要靠自身能量变轨至地球同步静止轨道,该轨道的倾角为0度。”长三乙火箭弹道主管设计师李重远介绍说。

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        由于老挝一号通信卫星重约4吨,低于长三乙火箭5.5吨的标准地球同步转移轨道运载能力。为了更好地实现星箭配合,充分释放火箭的潜力,火箭研制团队在弹道设计迭代偏航程序角上进行了改进。

       “在运载能力有富余的情况下,出于为客户提供更优质的发射服务考虑,设计上可以抬高卫星入轨点的远地点高度,或者压低轨道倾角,或者两者兼具。”长三乙火箭总指挥岑拯说,这样可以为卫星节省几百公斤的燃料,提高卫星的在轨使用寿命。

看似小小的改变,对研制团队来说设计及试验验证工作却大大增加了。

        其实,长三乙火箭就是针对国际商业发射市场而研制的。根据卫星需求作出调整、始终走在前端是其生存之道。

       据一院国际合作处处长孟翔介绍,上世纪90年代,国际主流通信卫星重量增加,卫星发射服务市场出现了发射能力严重不足的情况。当时,长三乙火箭根据市场需求展开研制。

        研制成功后,长三乙火箭两年半内连发5次,创造了商业发射服务的小高潮。在这个过程中,火箭团队里的一批国际化人才逐渐成长起来,开始参与相关国际标准的制定。

        随着国际主流通信卫星的重量发展,2007年,长三乙火箭通过结构调整,将地球同步转移轨道运载能力从5吨提高至5.5吨。其大运载能力也为国产通信卫星的发展提供了支撑。

         美国严格限制包含美国技术的卫星进入中国发射后,国产卫星针对发展中国家市场,采用星箭捆绑、在轨交付等新模式,重新吸引了客户的关注,也帮助了长三乙火箭重拾国际市场。

       “我们的技术水平不比国外差,而且还有成本优势。用户更看重的是发射成功率、发射成本和合同履约的及时性。”岑拯说。为此,在过去的三个“五年”中,他们不断挖掘自身的潜质,采用自动化、产品化和冗余设计的方法,提高产品成熟度、可靠性和交付准时性。

        长三乙火箭研制团队非常重视产品化工作,通过降低原材料、零部组件、单机、部段的品种和规格,不断提高产品的通用性。“如今的长三乙火箭,可以做到90%的产品互换,火箭与火箭之间实现了部段互换,将来还要做到整箭互换,即99.9%互换。”岑拯说。

         为了提高产品的可靠性,研制团队在火箭控制系统上下足了工夫,对很多器件实行主从冗余设计。例如,激光惯导、箭载计算机均实现了主从两台冗余,或“3取2”冗余。发动机连接件在原材料等方面也进行了改进,通过增压输送线路更是实现了三路冗余……

        近年来,面对高密度发射,相关研制单位又把目光放在了自动化上,对火箭单机产品进行仿真建模,方便了数据判读;很多工序实现了手工作业到自动化作业的转变,例如焊接、铆接、机加工。目前,长三乙火箭实现了年发射量近10发,但依然有“吃不饱”的感觉。

        “未来,随着卫星个头的增大,长三乙火箭目前的运载能力将不再能满足需求。为此,我们将继续提升能力。”岑拯介绍说。

          如今,新一代大推力液氧煤油发动机已经研制成功,未来,研制团队将考虑采用无污染推进剂,随之而来的是对火箭电器系统等的重新设计。他们还将采用信息化手段,实现智能测试、远程判读。“目前,我们正在开展相关的论证工作。”岑拯说。长三乙始终“在路上”迎接国际“乘客”。

           至今,我国共进行了42次国际商业卫星发射,发射卫星48颗,另外还有10次卫星搭载服务。其中,长三乙火箭承担的发射次数就有19次。尤其是近年来,长三乙火箭承担了我国九成以上商业卫星发射服务,还担起了北斗导航卫星、嫦娥三号探测器以及其他国内地球同步轨道卫星的发射任务。(贺喜梅)


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