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          天舟一號發射成功!“天舟”神梯六院造

          作者:julie zhu日期:2017-04-22

          天舟一號發射成功!“天舟”神梯六院造

          2017年4月20日19時41分28秒,新一代中型運載火箭——長征七號遙二成功發射,推舉我國首艘貨運飛船“天舟一號”飛向遙遠的天際,也是載人航天工程空間實驗室階段收官之戰,標志著載人航天工程“三步走”戰略中的第二步將圓滿完成。

          中國航天科技集團公司六院研制的長征七號和天舟一號全系列動力,猶如搭建了“天舟一號”通往太空的“神梯”!

          據航天科技集團六院院長劉志讓介紹,在此次飛行任務中,航天六院為長征七號運載火箭提供了6臺120噸和4臺18噸液氧煤油發動機,為“天舟一號”貨運飛船提供了四種共36臺不同推力量級發動機。特別是推進劑太空在軌補加一系列核心關鍵技術研制獲得重大技術突破,中國人的“太空加油”夢想,幾天后就要成為現實。“太空加油”的實施,將大大延長空間飛行器的續航動力和使用壽命,成為此次飛行試驗任務中的最大亮點。

          新成員新本領  駕舟馭天實現新跨越

          “天舟一號”貨運飛船,是我國載人航天工程的新成員和重要組成部分,為空間實驗室和中國未來空間站在軌運行期間,承擔空間推進劑在軌補加、航天生活物資、科學試驗設備輸送及航天員用后的廢棄物運輸工作,貨物運載量是俄羅斯"進步"號貨運飛船的3倍,在功能、性能上都處于國際先進水平。

          如果說“神舟”系列載人飛船是天地往返的客運列車,那么“天舟”系列貨運飛船就是天地間的運貨工具。既然有客貨之分,那么動力系統必然會有所區別。“天舟一號”共配有25N、120N、150N、490N四種不同推力量級的36臺空間發動機,就數量而言,就比天宮系列目標飛行器增加了近一倍。

          貨運系統是中國建成空間站需要突破和掌握的關鍵技術,天舟一號將使中國具備向在軌運行航天器補給物資、補加推進劑的能力。這一能力,是確保未來中國空間站在軌長期載人飛行的基本前提。

          推進劑在軌補加技術,是空間站實現長期駐留的必要條件,在此之前僅有俄羅斯完全掌握。2011年“天宮一號”與“神舟八號”完成交會對接之后,航天科技集團六院即正式啟動了推進劑在軌補加技術的攻關。

          正是使命的召喚與創新的精神,在夙興夜寐的日子里,研制人員將一個個困難踩到腳下,重點突破了推進和補加系統一體化設計、管路在軌檢漏、在軌推進劑補加、管路殘余推進劑在軌吹除、研制浮動連接斷接器、以及電機驅動技術等十余項國內首創的高新技術。

          從無到有,由弱到強,無論是在研制一線還是試驗現場,一個新型號產品的研制也像一個大工程一樣,在曲折復雜中不斷前進。

          “補加原理試驗需要有效驗證!”“系統試車必須連續成功!”可靠性試驗要有可靠成果!”有時為了獲取一臺發動機的試驗結果,需要連續進行一個多月的試驗,就這樣,產品不下臺,研制人員不回家,懷著駕舟馭天的豪情,攻克了一道又一道難關,填補了一項又一項空白,使我國成為世界上第二個掌握“太空加油”核心技術的國家。

          幾天后,就讓我們共同見證天舟一號貨運飛船與天宮二號空間實驗室那一刻的驚艷,“太空加油”,將把中國人探索宇宙的夢想推舉得更高更遠。

          大火箭大推力  載人航天迎來大時代

          歷時25年,中國載人航天從工程立項,到“三步走”戰略已經完成兩步,從發射第一艘無人飛船,到貨運飛船突破推進劑在軌補加技術,航天六院科研人員始終以國家使命為己任,以國家需求為目標,獨立自主,艱苦奮斗,踏實務實,納新創新,為中華民族的飛天夢想提供了堅實可靠的動力,中國人擁有自己的空間站的腳步已經越來越近。

          今年3月9日,承擔發射天舟一號貨運飛船任務的航天六院長征七號動力系統試驗隊抵達海南文昌發射基地,他們帶去的是不僅是10臺性能優異、檢驗合格的兩型液氧煤油火箭發動機,更是大量地面演示驗證試驗參數,以及完備的發射場工作預案。相較首飛的靶場準備時間,此次可謂縮短了不少,但試驗隊員臉上自信而略顯輕松的表情,表達出此次任務已經與普通執行任務無二了。

          長征七號,是我國長征火箭家族中的新一代中型運載火箭,具備近地軌道13.5噸、700千米太陽同步軌道5.5噸的運載能力,運送“天舟一號”這個不大不小的貨運飛船,可謂經濟實惠。

          發動機是火箭的心臟。用液氧和煤油作為推進劑,液氧、煤油這兩種推進劑具有來源廣泛、價格低廉的優點,平均價格比現役火箭的推進劑低一個數量級。

          而性能高是液氧煤油發動機的另一大特點,也正是大推力發動機的研發,促進了大火箭的應用。這是世界上先進的高壓補燃循環系統,雖然研制復雜,尤其是120噸級液氧煤油發動機,采用自身起動,地面發射的可靠性更高。

          六院人的自信還不止于此,每臺液氧煤油發動機都經歷了地面考核熱試車,成功保障大大提高,同時也節約了研試成本,縮短了研制周期,每一臺發動機都掛著點火成功后的“合格證”。

          所有這一切,源于航天六院二十多年的艱辛努力。我國的液氧煤油發動機從研制開始,就以國際先進水平為設計目標,堅持自主創新,迎難而上,突破了高壓補燃關鍵技術80余項,填補了我國補燃循環發動機的技術空白,使我國成為世界上第二個掌握高壓補燃循環液氧煤油發動機技術的國家,實現了從常規有毒推進劑開式循環液體推進技術,到綠色無毒推進劑閉式循環液體推進技術的巨大跨越。

          預計到2021年左右,長征七號將逐步替代現有的長征二號、長征三號、長征四號系列火箭,承擔我國80%左右的航天發射任務。長征七號可發射我國研制的天舟系列貨運飛船,未來技術成熟時,將取代長征二號F火箭,用于發射載人飛船。

           

          航天強國需要更強動力  中國航天飛向更高更遠

          2020年前后,我國將采用長征五號運載火箭發射試驗性核心艙,建成基本模塊為20噸級艙段組合的空間站,目的是突破和掌握近地空間站組合體的建造和運營技術、近地空間長期載人飛行技術,開展較大規模的空間應用,為經濟社會發展提供先進的空間技術平臺。

          當前,六院已經完成多次空間站核心艙推進系統方案熱試車,并且為之配套的泵閥產品、溫控系統等數十種新型號新產品正在緊張研制試驗中,長征五號運載火箭用液氧煤油發動機、液氫液氧發動機也在不斷試驗發射考核中更趨可靠強大。

          站在即將完成載人航天第二步的收官之戰,空間站建設的大幕即將開啟的歷史節點,擺在科研人員面前的任務更加繁雜起來,六院的決策者將目光放得更為長遠,他們的目標還要將長征五號近地軌道25噸的運載能力,提高到100噸以上。

          去年12月,國務院新聞辦公室發布的《2016中國的航天》白皮書中指出,未來五年,我國將開展重型運載火箭關鍵技術攻關和方案深化論證,這意味著重型液氧煤油發動機、氫氧發動機等關鍵技術已經成為航天液體動力事業的主攻目標之一,我國發射更大空間站,執行載人登月、深空探測任務也指日可待。

          最近幾年來,航天科技集團六院科研人員開展了艱苦的關鍵技術攻關。目前,兩型大推力發動機攻關進展順利,去年,480噸級液氧煤油發動機已經完成了首次發生器-渦輪泵聯試,試驗達到了預期試驗目的,通過試驗驗證了發動機系統和組件方案可行性,關鍵技術取得了突破性進展。另外,220噸級高性能氫氧發動機也已完成了多個組件方案詳細設計,進行了組件的研制試驗工作。

          今年五月,也就是“天舟一號”發射一月以后,重型運載火箭480噸級液氧煤油發動機將完成第二次發生器-渦輪泵聯試,這次進行的聯試試車時間更長,工況更高,將進一步對設計方案進行驗證。今年下半年進行的第三次發生器-渦輪泵聯試,就將趨近于整機試車水平,重型運載火箭研制攻關進度,將穩步向前推進。

          回顧過去,航天液體動力用一個個新技術研發、新動力攻關、新工藝改進把中國航天的夢想,推舉到了遙遠的星際,讓浩瀚的宇宙有了中國人堅實的足跡。

          正如航天科技集團六院院長劉志讓所言:“中華兒女的寰宇征程,就是液體動力至始至終的奮斗目標,全體六院人就是要在這樣的理想照耀下,不忘初心,繼續前行。”

          翻開新一頁,仰望星空,六院又將為中國未來的空間站,為深空探測的夢想和人類未來家園的建設,做出航天液體動力人應有的貢獻。六院人自信地說:我們已經準備好了!

          所屬類別: 新興領域

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