第07版:科技时代

首次实现海上热发射

​商业航天“国家队”添新丁 捷龙三号运载火箭首飞成功

《 人民政协报 》 ( 2022年12月15日   第 07 版)

本报记者 王硕

近日,捷龙三号固体运载火箭(以下简称捷龙三号)在我国黄海海域点火起飞,以一箭14星的方式,将吉林一号高分03D47-50星、丰台少年二号卫星等14颗卫星精准送入预定轨道。这也标志着我国运载火箭型谱得到进一步完善、我国固体运载火箭系列化发展取得重大进展。

本次发射也实现了固体火箭海上冷发射到海上热发射的跨越,并将逐步实现由“一次出海一次发射”到“一次出海多次发射”的能力提升。该火箭可在一周内完成星箭技术准备、实施发射,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”固体运载火箭。

捷龙三号主要致力于为低轨卫星提供低成本、批量化、高频次的发射服务,助力商业航天繁荣发展。

随着微纳卫星、小卫星、星座组网等发射需求呈指数级增长,商业卫星及应用产业竞争日益激烈。

中国运载火箭技术研究院(以下简称火箭院)在研制新一代长征系列火箭的同时,运用纯商业模式抓总研制了捷龙系列火箭。

据火箭院捷龙三号火箭总指挥金鑫介绍,捷龙三号采用四级固体发动机串联布局,总长约31米,总质量约140吨,拥有直径3.35米和2.9米两种构型整流罩,能够与多种星箭接口适配,满足多种卫星安装要求。其在500公里太阳同步轨道运载能力达1.5吨,具有满足主流中小卫星组网发射比较实用的运载能力。

火箭院捷龙三号火箭总设计师管洪仁介绍说,捷龙三号在研制过程中填补了中国航天多项空白。

一是运载火箭首次海上热发射。海上发射技术是世界性难题,由于面临复杂海况,存在火箭在起竖过程中出现偏载、火箭在垂直待发阶段出现倾覆、火箭在飞行初期姿态不易控制等情况。之前长征十一号火箭的海上发射采用冷发射方式。由于箭体规模增大,捷龙三号火箭创新性地采用了框式导向海上热发射方案。

为此,研制团队攻克了待发稳定性、离架安全性、燃气流排导和热防护设计等技术难题,在确保发射安全性前提下,完成了中国固体运载火箭从冷发射到热发射的跨越,并有效缩短了发射流程、降低发射成本。

二是采用了国内装药量最多、推力最大的高性能纤维缠绕复合材料壳体整体式固体发动机。该发动机由航天科技集团第四研究院研制,发动机直径2.65米,装药量71吨,推力达到200吨。

同时,在研制过程中,大量采用了“天巽”“天行”等多个自主可控工业软件,实现了由国外工业软件向自主可控转变,由地面实物验证向仿真设计转变。地面测发控系统更加简洁、智能,可实现笔记本“一键式”发射。

金鑫表示,捷龙三号首飞成功,使得火箭院固体运载火箭实现了系列化。500km太阳同步轨道运载能力覆盖200kg~1.5t、整流罩直径覆盖1.2m~3.35m,运载能力梯度合理,发射方式有海上发射、陆地车载发射,可为卫星客户提供更加灵活、经济实惠的发射服务。

目前,山东东方航天港正在建设更加专业的海上发射船,并论证海上固定发射平台,持续降低海上发射对火箭的要求,提高海上发射的经济性和灵活性。“目前我们正在规划更大规模的捷龙四号固体运载火箭,500公里太阳同步轨道运载能力达2.5吨,并积极探索液体火箭海上发射能力,未来将实现更加完备的‘冷热兼备’‘固液兼容’‘固定+机动’‘一次出海多次发射’海上发射能力。”金鑫说。

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