您的位置:首页 >智能 >

“长五”送“嫦五” 2020年最具“分量”的发射

2020-11-23 10:43:15    来源:广州日报

11月下旬,“嫦娥五号”探测器将在海南文昌发射场升空,开启探月旅程。此次发射任务是我国探月工程“绕、落、回”三步走的“收官之战”, 将实现我国首次月球无人采样返回任务,意义重大,举世瞩目。11月21日上午,“嫦娥五号”月球探测任务进行了发射前的最后一次系统间全区合练。昨天,承担此次发射任务的长征五号遥五运载火箭团队相关负责人向记者介绍了长征五号运载火箭的有关情况。长征五号运载火箭总设计师李东介绍,为了确保准时发射,团队采用了变射向、变滑行时间的多轨道奔月发射方案,应用“窄窗口多轨道”技术,针对五十分钟的发射窗口分别设计了五条发射轨道,在发射窗口期内,可根据发射时间通过软件自动选择发射轨道,从而确保实现“零窗口”发射。

2020年最具“分量”的发射

长征五号火箭第一总指挥、中国运载火箭技术研究院党委书记李明华介绍,此次“嫦娥五号”发射是长征五号系列运载火箭的第六次发射,也是今年第三次执行发射任务。此前,在今年5月5日,长征五号B遥一火箭成功首飞;7月23日,长征五号遥四运载火箭成功发射了“天问一号”火星探测器。

长征五号运载火箭是我国新一代大推力低温液体运载火箭,全长近57米,起飞重量约870吨,起飞推力超过1000吨。火箭采用“两级半”构型,芯一级、芯二级直径为5米,芯一级捆绑四个直径为3.35米的助推器,芯级和助推器全部采用液氢、液氧、煤油等无毒无污染推进剂;地球同步转移轨道(GTO)运载能力可达14吨,是目前我国运载能力最大的火箭。由于芯级直径大于其他长征火箭,长征五号运载火箭被亲切地称为“胖五”,而又因为采用了液氢、液氧等低温推进剂,长征五号运载火箭也获得了“冰箭”的称呼。

据介绍,“嫦娥五号”月球探测器重达8.2吨,是我国目前发射的重量最重的探测器,也是今年中国航天发射的最重的载荷,“嫦娥五号”探测器需要进入近地点200公里、远地点41万公里的地月转移轨道,对运载火箭的能力提出了很高的要求。“在长征火箭家族中,只有长征五号运载火箭可以将这么重的载荷直接送入地月转移轨道,这是对运载火箭能力的集中检验,也是对中国航天能力的最佳注解。”李明华说。

而此次发射的“分量”还体现在长征五号运载火箭的技术创新与管理创新上。由于地月相对位置以及轨道设计等因素的限制,此次发射是一次接近于“零窗口”的发射,遥五火箭的发射窗口只有五十分钟,一旦在发射窗口时间内不能实施发射,“嫦娥五号”的奔月计划就会受到影响。

五条轨道力保“零窗口”发射

长征五号运载火箭总设计师李东向记者介绍,为了确保火箭准时发射,研制团队采用了变射向、变滑行时间的多轨道奔月发射方案,应用“窄窗口多轨道”技术,针对五十分钟的发射窗口分别设计了五条发射轨道,每条轨道对应十分钟的发射窗口,在发射窗口期内,可根据发射时间通过软件自动选择发射轨道,提高了轨道切换效率,为长征五号火箭实现“零窗口”发射奠定了基础。

长征五号运载火箭总指挥王珏则表示,作为大型低温火箭,长征五号火箭在发射日的工作项目繁多而复杂,任何一个环节出现问题都可能导致发射时间的推迟,甚至错过发射窗口。为了确保发射日工作精准、高效开展,研制团队在管理上也采取了创新的方法,通过发射日流程精细化管理,对发射前流程进行精细化再造,从过程、岗位和设施维度分别开展梳理和设计,把岗位职责、工作要求和发射流程有机融合,形成了可以指导工作的项目细化表以及工序作业指导书,对发射日当天的各项工作提供直接、有效的指导。“采用发射日流程精细化管理后,发射日当天的每一个阶段、每一个项目和每一道工序都有清晰、明确的要求和指导,每个岗位在什么时间做什么事情、达到什么标准、杜绝什么问题,都一目了然,提高了发射日的工作效率,有效防止了低层次问题的发生。”王珏说。

“4+23”力保万无一失

如果从2019年12月27日长征五号遥三火箭成功发射算起,此次发射将是长征五号系列运载火箭在一年时间内的第四次发射。作为航天复杂系统工程,长征五号火箭研制呈现出强耦合、强约束、高风险、高动态的典型特点,每一次发射都不是对上一次成功的简单复制,而是站在新的起点上,用更高的标准和更严的要求,从零开始做好每一项工作。

据了解,长征五号遥五火箭在充分继承以往产品质量确认工作方法的基础上,采取了更高的标准和更严的要求,确保产品技术状态正确受控、产品质量满足任务要求。研制团队从“设计要求、技术状态、设计特性、产品过程控制、产品验收、质量问题归零及举一反三、测试方法和测试覆盖性有效性、借用产品的有效性、全级次供应商、单点失效环节、软件质量、残余风险”等12个方面对长征五号遥五火箭产品进行了充分的分析评估和检查确认,开展了“眼见为实”专项检查工作,做到了产品全面覆盖、责任压准压实、组织保障有力。

王珏介绍,研制团队结合长征五号遥五火箭特点开展了质量控制工作,制定了“4+23”的质量管控措施,对火箭发动机等4项工作开展了专题分析,对产品制造、验收及总装测试等环节采取质量控制措施23项,包括火箭飞行关键动作指标闭合分析、设计特性全集分析与控制分析确认、焊缝质量专项检查确认、环境适应性分析、测试覆盖性分析、数据包络及比对分析等。

研制团队在“严”上下决心、在“细”上做文章、在“实”上下功夫,通过扎实有效的质量控制工作,最大限度地辨识并控制长征五号遥五火箭的各项技术风险与产品风险,为确保发射成功奠定了坚实的基础。

“与自己的赛跑没有终点”

今年是长征五号系列火箭执行任务最密集的一年。在长征五号B发射成功的两周之后,研制团队再次奔赴发射场执行“天问一号”火星探测器的发射任务;经过80天战高温、抗疫情的忘我冲刺,7月23日,长征五号遥四火箭一飞冲天,打出了中国航天的“新高度、新速度、新精度”。

在这次长征五号遥五火箭发射任务期间,研制团队依然在不断突破自我,面对“零窗口”的挑战,团队大力开展技术创新和管理创新,应用科学的工作方法和思想方法,结合任务特点制定发射方案,开展发射场流程精细化再造,实现高密度执行重大航天工程任务,连战连捷的“自我超越”。

郑茂琦是长征五号火箭低温蓄压器的设计师,从接过设计工作开始,他就下定决心,彻底优化热缓冲导管。经过充分的分析计算,他摸清了导管振动疲劳寿命的主要影响因素。而就在他准备优化设计时,他被告知该导管已经大量生产,报废将造成重大经济损失,但郑茂琦没有放弃,他转而投入改制优化的方案设计中。经过多轮的“验证、改进、再验证”,终于完成了优化改进,减小了导管的振动,使得导管抗振疲劳寿命大大提高,实现了蓄压器导管的彻底优化。

邹莹是长征五号火箭控制系统仿真建模的负责人,对待仿真试验她永远一丝不苟,严格把控飞行试验状态,不放过任何一条异常曲线,使得仿真试验一直处于高质量运行当中。一旦发现“蛛丝马迹”,邹莹就会主动与设计人员一同查明缘由,解决问题。她严肃认真的工作态度,保证了每条仿真试验曲线的有效性和高效率。

“长征五号研制团队不仅是在书写成功,也是在书写历史;不仅是在创造纪录,也是在创造精神。在一次次地挑战自我、超越自我中,更加深刻地体会到,与自我的赛跑没有终点。”李明华说。(记者 肖欢欢 通讯员 姜哲)

相关阅读