长三甲系列火箭“升级版”首飞成功！中国航天科技集团2023-11-10 11:03中国航天科技集团2023-11-10 11:03

地球同步转移轨道运载能力由5.5吨提升至5.55吨；技术改进项目74项，升级版其中首飞改进项目达52项；改进涉及火箭所有系统……以上任何一项改进放在一款身经百战、长甲成功成熟的系列火箭型号上都是相当引人注目的，而此次发射的火箭航天航天长征三号乙运载火箭将这些改进组合在一起和盘托出 ，在一发火箭上全面完成。首飞在过去的中国中国3年中 ，中国航天科技集团有限公司一院长征三号甲系列运载火箭研制团队不断革新、科技科技向内挖潜 ，集团集团开展运载能力和可靠性的升级版“双提升”工作 ，使这款设计于上世纪80年代的长甲成功“金牌火箭”重新焕发生机活力。如今老将再出马 ，系列仍是火箭航天航天少年模样。11月9日，首飞长征三号乙运载火箭托举中星6E卫星进入太空 ，中国中国任务取得圆满成功。科技科技长三甲系列火箭“升级版”首飞成功，实现了“双提升”的目标，也为该系列火箭后续发展奠定了坚实基础 。型号发展史上的里程碑早在2018年，面对客户对火箭运载能力提升的需求 ，长三乙火箭总指挥金志强 、总师陈闽慷就带领团队进行了充分的论证，并于2019年提出了运载能力“单提升”的计划，将运载能力再挖潜50公斤 ，由5.5吨提升至5.55吨 。2020年 ，一次质量问题让团队意识到
，提高火箭可靠性的需求更加迫切，“没有保成功的可靠性 ，一切为零。”痛定思痛，团队下决心进行可靠性的提升 。而可靠性提升与运载能力的提升相互影响 ，需要统一考量。因此团队继续深化方案，于当年年底确定了既提高火箭可靠性  、又满足用户需求提升运载能力的“双提升”目标 ，并且要一次做好、一次改到位。“这样大规模的改进在长三甲系列火箭的发展史上具有里程碑意义。”陈闽慷在发射前的动员会上讲道
。回顾该型号系列火箭的发展历程，这可以说是第三次里程碑式的改进 。第一次是在2006年 ，火箭结构改变，助推器加长 ，地球同步转移轨道运载能力从5.1吨提升至5.5吨，第二次是在2011年，火箭控制系统由单平台惯组换为双惯组状态 ，实现了控制系统冗余设计，提高了飞行可靠性
。对于已经完成百余次飞行的长三甲系列火箭来说，作为老型号再去进行状态的改进 、产品的换新显得殊为不易。“就像新盖房子一样 ，翻新老房子比新盖房子还要难，因为要避免新改进互相影响。”金志强坦言，“为了圆满完成‘双提升’的工作，团队做了很多工作 。”在这次型号团队主动发起的火箭技术革新中 ，团队想在前 、做在前 ，从方案上制定分步实施 、小步快走的办法，改进一批、验证一批
，分散风险；产品更换上吸收其他型号优点，优先选用成熟的货架产品 ，再结合自身需求适当新研。老火箭配上了新系统此发火箭从总体到控制 、测量
、动力 、结构 、地面等系统几乎均进行了或大或小的改进 。通过归纳细分，团队一共梳理出74项改进
，其中67项来自于“双提升”项目的改进，7项为适应此次卫星任务的改进 。同时
，首飞项目占52项，剩余22项关联度较小的改进已陆续在此前的飞行中得以验证 。火工品作为关乎型号成败的因素之一 ，存在一些薄弱环节，最先被团队纳入改进内容。此前长三甲系列火箭应用的非钝感火工品与钝感火工品相比，容易因较小的诱因干扰而影响火工品的正常引爆。结构总体设计师陈克介绍 ，为提高火工品可靠性
，团队从消除单点
、增加冗余度方面进行设计 。在产品选用上 ，团队一方面从产品货架上“寻宝” ，找到可以拿来“为我所用”的钝感火工品 ，匹配到箭上；另一方面根据任务需求进行新产品的研制，整流罩横向分离超低温导爆索和电爆管两款新产品 ，自用的同时成为货架上“上架”的新产品。改进后火工品部分的可靠性得到了极大提升。控制系统作为火箭的大脑 ，也事关火箭发射成败 ，几乎是此次“双提升”过程中变化最大的部分 。控制系统副主任设计师李刚介绍，控制系统进行全面的改进，经历了方案 、初样、试样研制的全过程。在我国传统运载火箭中首次应用了新一代火箭的箭控点火和紧急关机方案 。同时，控制系统配合火工品的改进
，进行了时序控制的改变；为火工品配电方式也发生变化，把相当于人体血管的全箭电缆网线路设计等都进行了重新设计、改进。一系列举措大大提高到了火箭的可靠性 。此外，惯组统型化的设计也为火箭运载能力的提升作出了贡献。测量系统主任设计师刘丙太介绍 ，他们按照“双提升”方案的规划流程进行改进，对传输设备集成化进行设计 ，外测安全系统进行了优化。同时进行地面测量流程全面调整，口令和流程进行上百条更新。测量系统更加精简，可靠性得到提升。此外，长三甲系列火箭总体副主任设计师张涛介绍 ，火箭还通过总体优化飞行弹道方案 、取消末速修正 ，三级火箭发动机预冷流量优化 ，发动机取消增压气瓶等方式，助力火箭运载能力提升50公斤 。参照首飞型号管理发射队住地有一面荣誉墙，上面展出了发射队员和他们参与过的火箭发射次数。其中 ，单人参与火箭发射次数最多的达131次，55名队员参与过30次以上的火箭发射 。“我们参与研制和此次任务派到发射场的人员都是多次参与发射任务的骨干力量，调用精兵强将来确保此次发射圆满成功 。”火箭副总指挥覃艺介绍  。进场前  ，研制团队在原有研制管理有效方法基础上，从设计 、生产
、试验 、组织管理等方面实施11项加严措施确保产品质量。除了单机试验验证，还增加了系统级、全箭级的试验验证，充分验证产品可靠性。同时，一院调动组织力量保证“双提升”项目的飞行成功，于今年年初参照首飞型号管理；组织责任专家组审查 ，专家与设计承担同等责任，作为第三方独立把关。进入发射场后，张涛的时间就按下了加速键 ，射前一周几乎每天都工作到凌晨。“工作量感觉是以前的2到3倍
，从我工作需要刻录的光盘量上就看出来了 。”张涛说道 。“我们这次的工作量几乎相当于首飞型号的发射 。”覃艺介绍，为确保质量，本次发射场工作进行了诸多改进 。不仅在39个常规项目上增加10项加严质量控制专题 ，还开展“风险交底”工作  ，前后有30多位经验丰富的专家参与其中帮助进行风险再确认
。同时 ，型号队伍组织全面开展了飞行时序事件链分析与闭环检查确认，并开展“三再”工作 ，通过影响域再分析 、风险再研判、措施再确认 ，确保技术状态变化的分析全面、措施落实到位 。按照精细化流程和质量确认制，重新修订完善岗位作业指导书和一体化操作文件等 ，针对新产品新设备，新增对发射队员的操作培训，精益求精强化质量管控，不断提升发射队高质量保成功的能力。金志强表示，此次发射的“双提升”火箭状态将成为型号后续任务火箭的基本状态  ，“从明年开始，长三乙连续3~5年都是10发以上的发射需求 ，我们将在‘双提升’的基础上，迎战新的发射高峰 。”文/代振莹摄/肖国军编辑/刘淮宇 高一鸣校对/任长胜监制/索阿娣举报/反馈