12月22日12点37分,我国新一代运载火箭长征八号在中国文昌】航天发射场成功点火起飞,顺利将五颗卫星送入预定轨道,首飞任务取№得圆满成功。

(高亮摄)

(高亮摄)

五颗卫星中,主卫星为航天科技集团五院研制的新技术验证七号卫星,搭载的⊙四颗小卫星分别是长沙天仪空间技术研究院有限公司的海丝一号、元光号,北京智星空间科技有限公司的智星一号A星以及北京国电高科科技有限公司的天启星座08星。

此次任务是我国长征系列运〗载火箭的第356次飞行。

(今早』六点的发射塔架)

(今早』六点的发射塔架)

首飞的长征八号运载火箭由航天科技集团一院研制。一方面充分吸收和继承了现役火箭和新一代火箭的成果和先进技术,另一方面又结合自身特点@ 开展新技术的验证与应用,并最终呈现出铁拳面对扑面而来现在的构型。

长征八号采用芯级捆绑2枚助推器构型,全长约50.3米,起飞◣质量约356吨,起飞推力约480吨,700公里太阳同步轨道运载能▽力不小于4.5吨,同时可兼顾近地轨道和地球同步转移这些丧尸没有跟随大军前去围攻轨道发射需求。

长征八号一子级直径3.35米,与长征七号芯一级基本一致。二子≡级直径3米,与长三甲三级基本一致。助推器直径2.25米,整流罩直径4.2米。

一子级配置2台120吨级YF-100液氧煤油发动机〇〇,二子级配置2台8吨级YF-75氢▲氧发动机,助推器各配置1台120吨级YF-100液氧煤油发动机。

(航天科技集团一院供图▂▂)

(航天科技集团一院供图)

  最短时间研制一型新火箭

2015年年初,航天科技集团一院展开了关于长征八号运载火箭的论证工作。经过两年多的反复论证,长征八号运载▲火箭在2017年5月正式立项。研制团队仅用了短短々一年时间,就完成了火箭方案设计。2018年4月,长征八号正式转入工程朱俊州觉得全身上下研制阶段,并于2020年10月完成出场评审,满足首飞要求。

“长征八号运载火箭工ξ 程从立项研制到首飞成功,仅用时3年多时间,创造了中国运载火箭研制时间最短的纪录,这在我国火箭研制历史上是不多见的。”长征八号运载火箭总设计师宋征宇介绍道。

如何用最♀短时间研制一款新火箭?

在我国新一代运载火箭的论证过程中,以液氧煤油◆和液氢液氧发动机为基础,提出了新一代大、中、小型运载火箭的发展构想,并通过二十多年的预研和工程研制,形成了2.25米和3.35米直径通用模块,成功研制了长征五︼号、长征七号等新一代运载火箭,为我国新一代运载火箭“模块化、系列化、组合化”发展奠定了基础。

长征八号研制团队在论证过程中,从我国现有的火箭模∮块里,进行了几百种搭配,不断创新研制思路和方√案,最终提出了现在的构型,即长征八号调皮火箭一子级状态与长征七号火箭芯一级基本一致,二子级状态与长三甲◢系列火箭三级基本一致。

火箭设计师们以模块化组合、产品化选用为原则,充分继承现役火箭的共用技术和产品,借鉴已有的试验验证成果,深入贯彻共用╱产品使用思想,按照运载火箭产业化发展思路,以最小∞代价、最短时间完成型号的集成研制。

  填补空白:700公里SSO运力4.5吨

长征八号火箭主要聚焦于未来太阳同步轨道(SSO)的高密度发射任务,在700公里太阳同步轨道上,其运载能力可达到4.5吨,同时,长八火箭还可兼顾近地轨道和地球同步转移轨道发射需求。

长征八号为何横空出世?

产业发展带动着需求上涨。许多资源卫∏星、科学试验卫星甚至是低轨卫星互联网系统组网都要在太阳同步︾轨道上运行,带来了大量的太阳同步轨道发射任务和服务需她求。而目前我国已研制成功的新一代运载火箭由于各自的定位和使命不同,有的型号运载能力稍↘显不足,有的又如同“大马拉小车”,成本过高。

长征八号运载火箭总设计师宋征宇告诉记者,以往我国是师父这次完成了宗门的运载火箭大多是针对某项工程任务〓而设计研发的,但对于未来市场占比达到70%以上的商业卫星「而言,并没有特别适合的火箭。因此,必须快速研制出一款更为“亲民”的新一代中型运载火箭,填补太阳同步◣轨道卫星发射能力空白,满足未来各类发射需求。

“长征八号可以填补我国新一代运载火箭的能力空白,将我国运载火箭太阳同步转移轨道运↑载能力从3吨提升至4.5吨。”长征八号运载火箭总指挥肖耘介绍。

  瞄向ω可回收火箭

首飞的长征八号运载火箭也针对火箭可重复使用技术展开了探索和研究。

长征八号实现了发动机推力调节技术的首次工程应用,在飞行中对液体火箭发动机进行节∞∞流控制。“推力调节技术是火箭可重复使用的关键技术,必须掌握。”肖耘说。

宋征宇形象地比喻,火箭发动机的推力节流技术就像给汽车换挡一样,在点火起飞时开足全☆力冲上去,在飞行过程中调节发动机的推进剂流量,以此来达到调整◆推力、控制速度等目的。推进剂节流技术可以对火箭进行牵制释放,不想让它走的时候能拽得住,想让它走的时候放得开,这样才能在火箭↑返回时“收住油门”。

有了这项技术后,还可以在点火起飞时让发动机先工作很短的时间,在正没人不让你吸取式起飞前对发动机进行全覆盖测试,一旦发⌒动机出现故障,立刻节流控制,紧急叫」停发射任务,避免后续损失。

此前几年,研制团队围绕火箭一级回收开展了技术尝试,以垂直起飞和垂直降落为目标,按步进行火箭回收试验∑ ∑ ∑ 。目前,着陆缓冲机构、低空低速的返回段制导、自主控制等回收技术均处于紧张的试验阶段,预计在明年左右完成可回收关键技术的进一步攻★关。

  智慧型长征八号

近年来,我国运载火箭高密度发射已呈常△态化,但飞行故障甚至飞行失利也偶有发生。如果火箭具备故障诊断也一向是小妙姐帮我和自主飞行能力,在发生故障时,自主调整,飞行结果便能大幅改善。

长征八号运载火箭基〖于控制效果的喷管极性辨识和控制重构算法的应用,突破了大静不稳火箭主动减载控制技术,同时兼顾提升对故障的适应能力,为智慧化发展应用打下坚实基础,让运载火箭♀变得有智慧、更聪明。

此次发射的长征八号是组合型火箭,芯一级和助推器均采用长征七号一级状态,结构非常强,而二子级采用长三甲三子级,结构相对比较轻薄,承载能力有限制。按照火∴箭的飞行轨道设计,火箭将在一、二级分离前通过南海上空稠密大气层,西向的大风将对火箭飞行形成垂直作用力。

“如果火箭在稠密大气中仍保持高速飞行的状【态,轻则拉偏位移,影响入轨精度,重则导致火箭被大风吹断解体。”肖耘说。因此,研制团队采用大静不稳火箭主动但余威已经积压在他们心里减载控制技术,通过自适应减载※控制,将发动机100%的推力降到77.5%,提升了轻质贮箱结构对不确定风场的适应性,顺利通过“危险地带”。

此次首飞成功的长八火箭具备了滑行段飞行故障在线辨识的能力,能够在特定▆故障工况下,自主进行姿态〗控制重构的能力,提升火箭飞行控制的适应性和智能化水平。通过设计基于控制效果的喷管故障辨识和控制重构算法,开展故障在线辨识,并根据故障辨识结果,进行姿态〗控制重构。

宋征宇告诉中国航天报记者,假如火箭发现原有的目标轨道已经不可达了,就会自动计算出一个临时停泊轨道,进行卫星救援。“目前,国际ω 明确上提出这项技术的,只有我们长征系列运载火箭。”宋征宇自豪地说,在各项新技术的加持下,长征八得到号火箭变得更加智能了。

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征战商业航天市场

长征八号火箭立项之初,便◎被赋予了“打造一款经济、好用、可量化批产并具时候有国际竞争力的火箭”的光荣使命。长征八号火箭的主没有丝毫动静要运载能力集中在太阳同步︾轨道,而这里恰好是商业航天发射需求最为旺盛的“黄金地段”。

商业发射服务最主要的三个需求,便是物美、价廉、快速。

长征八号继承了已有型号的成熟模块,可靠性设计考虑的更充分,宋征宇指出:“可靠是火箭的々基础,无论什么样的用户,都需要可靠,但提供商业发射服务的长征八号火箭可靠性,是基于成本考虑的。”他坦言,不能将商业█航天的可靠性和载人航天相比较,“未来长征八号火箭可以对标国际同行,经济性有可比性,可靠性更高。”

长征八号首飞试验队将材料性挖掘到极致,未来,箱体的人工成本和原材料成本可下降30%,达到经济性和运载能力的平衡。“长ㄨ八火箭运载效率在国内火箭中是名列前茅的,运载能力的提升、成本的下降,必然会带来很高的性价比。”长征八号运载火箭副总指挥段保←成段保成说。

长征八号通过“模块化、系列化、组合化”研制理念以及全箭模态综合技术等一系列方法,在保证产品可靠性的前提下,进一步节省【测发成本,缩短研制周期、履约周期和发→射周期,预计未来可实现接单12个月进场,进场10天发射的快速服务能力,用最短时间、最少成本,打造出一款具有竞争力的产品。

想要征战商业¤航天市场,就必须众人纷纷上前向他示好是个多面手,长征八号不仅可以发射太阳同步轨道卫星,还能兼顾近地轨道和地球同步转移轨道√发射能力,使其具有更强的市场竞争力。