卫星"超重"怎么办?长征火箭"瘦身"腾出运力[组图]

发布时间: 2020-07-10 10:33:17 | 来源: 新华网 | 作者: 胡喆 | 责任编辑: 伦晓璇

7月9日,由中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院抓总研制的长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心再次点火升空,成功将亚太6D高通量通信卫星送入预定轨道,发射取得圆满成功。

这是继6月23日成功发射北斗三号工程最后一颗卫星后,时隔16天的又一次发射。记者在采访火箭研制团队时了解到,作为我国运载火箭的“劳模”,长征三号乙运载火箭所属的长征三号甲系列运载火箭家族近年来完成了包括北斗组网、嫦娥四号月球探测器发射在内的多项重要发射任务,发射次数位居中国所有运载火箭型号前列。

然而,此次在发射亚太6D卫星的过程中,却不得不面对一个新情况——亚太6D卫星重量为5550公斤,长三乙火箭地球同步转移轨道运载能力为5500公斤,卫星“超重”了。

7月9日20时11分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功将亚太6D卫星送入预定轨道,发射获得圆满成功。 新华社发(郭文彬 摄)

卫星“超重”怎么办?火箭研制团队别出心裁,想出了为火箭“瘦身”、腾出运力运卫星的办法。

长三甲系列火箭总体副主任设计师张亦朴介绍,为了让卫星能够顺利搭乘,设计人员专门对长三乙火箭进行了优化改进,帮助火箭“瘦身”,让火箭自身重量减少了50公斤,这样一来,长三乙火箭的运载能力就相应地提高了50公斤,满足了“乘客”需求。

那么火箭想“瘦身”一共分几步呢?

——“瘦身”第一步:拿掉一个补压气瓶。设计人员首先优化了长三乙火箭三级补压气瓶的材料和数量。

据介绍,补压气瓶主要是在火箭发动机启动前,为贮箱进行补压。以前,火箭三级共有5个钛合金材质的气瓶,设计人员经过大量的数据分析、论证,在满足强度要求和使用需求的情况下,将5个气瓶减为4个气瓶。同时,在气瓶的材质上,设计人员用复合材料替代了钛合金材料。

这样一来,拿掉一个气瓶后,补压气瓶的整体重量变小了,火箭一下子“瘦身”了20公斤。

——“瘦身”第二步:贮箱壁板变轻薄。除了在补压气瓶上做文章,设计人员还优化了火箭的三级贮箱结构。

三级贮箱的重量对火箭运载能力的影响是1:1的,也就是说贮箱重量减轻1公斤,火箭运载能力就能提高1公斤。

在保证承载能力的前提下,执行此次发射任务的长三乙火箭贮箱对亚太6D卫星进行了“量体裁衣”,工艺和结构的改变,让设计人员为火箭贮箱选用了更轻薄的壁板,贮箱重量直降10公斤。

——“瘦身”第三步:减掉2层防晃板。此外,设计人员还把火箭液氢贮箱里的4层环形防晃板减少为2层。

防晃板的作用是抑制贮箱内推进剂晃动,其安装位置主要是根据火箭的发射轨道确定的,轨道不同,防晃板的安装位置也不同。

在此次发射任务中,设计人员根据亚太6D卫星的实际轨道需求,减掉了2层防晃板,再次“瘦身”,让火箭自身重量又下降了20公斤。

“即使是再成熟的火箭,也有不断提升的空间。”张亦朴说,通过这些改进,此次长三乙火箭一共减重了50公斤,这意味着其运载能力直接提高了50公斤,这对长三乙火箭来说是前所未有的。看似简单的步骤,每一项都意味着不惧繁琐的再创新,也是航天探索永无止境的体现。

新华社记者胡喆

 

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