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「航天图鉴」长征六号运载火箭

2022年08月14日 04:53--浏览 · --喜欢 · --评论
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图一

中文:长征六号运载火箭

英文:Long March 6

缩写:CZ-6或LM-6

性质:中华人民共和国上海航天技术研究院(中国航天科技集团公司第八研究院)研制的新一代无毒无污染小型液体运载火箭。

简介

长征六号为三级火箭,成本低、高可靠、适应性强、安全性好,有许多新技术是在中国国内首次应用,研制难度很大。首次发射于2015年9月20日07时,成功实现了“一箭20星”,创造了中国航天一箭多星发射的新纪录。目前最近一次发射于2022年8月10日12时50分,成功将吉林一号高分03D09星等十六颗卫星送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。

参数

参数1
参数2

设计原则

一、低成本 

低成降低成本是提高运载火箭在国内外卫星发射市场上竞争能力的重要条件,小型运载火箭研制的关键是降低成本。一方面,充分利用新一代运载火箭基本型的技术以降低研制成本,设计过程中要始终贯彻低成本设计思想,在保证可靠性的前提下尽量简化系统配置;简化发射操作,降低发射成本。采用煤油/液氧发动机。

二、高可靠性 

高可靠性是火箭的生命之本。遵循“简单即可靠”的可靠性设计原则,在单机或系统设计时力求简单;通过严格的质量保证体系和质量管理制度,控制产品的设计、生产质量。设计可靠性为95%,经过进一步优化,首飞可靠性提升到98%,比安全性最高的长征二号F型还高1%。

三、适应性强 

满足用户多种多样的需求,既能够适应发射各种轨道的小卫星,也可以进行双星或多星发射;既能够适应新发射场,也能够在现有的发射场进行发射。首飞时长征六号完成一箭20星创造了中国卫星发射新纪录。

四、周期短 

充分应用新一代运载火箭基本型的技术,研制周期短,简化发射方式,缩短发射周期,满足快速发射的要求。首飞时发射准备时间只需要一周。

控制与制导系统

一、数字总线 

中国现役火箭的控制系统中,信息传输主要采用传统的模拟电缆点对点方式,整个系统结构本很高。与之相矛盾的是,未来火箭各分系统间需要进行大量的信息交换,模拟电缆传输已经无法满足需求,更无法实现冗余设计和故障的自动监测隔离。长征六号火箭上,设计人员开拓性地应用了1553B总线技术的控制系统设计,这一设计实现了全箭信息数字化传输和综合利用。从模拟电路技术跨越至数字总线控制系统,这在我国新一代运载火箭控制系统中尚属首次。数字总线技术保证了箭上控制系统计算机与各单机之间实现快速、准确的信息互通,为长六火箭实现精确控制提供了便利条件。

二、迭代制导 

我国现役火箭为了实现精确入轨,大多数采用摄动制导技术。科研人员在火箭的出发点和入轨点之间规划一条固定路线,火箭在飞行过程中只要发生轨道偏移,就要先回到预定轨道上,然后再继续飞行。长征六号火箭的设计师们专门研制了迭代制导技术。运用新技术后,火箭在飞行过程中一旦发生偏离轨道的情况,不用再回到预定轨道,而是从所在位置直接规划入轨的最优路线,驶入最终轨道。采用迭代制导技术,可以在很大程度上提高火箭入轨精度和对太空干扰因素的适应性,‘长六’成功应用此技术也为新一代运载火箭提高整体质量作出了贡献。

三、双八表捷联惯组 

长征六号火箭在飞行过程中除了需要有精准控制的能力外,还需要有精准判别的能力。为了让“长六”能够清晰地洞察自己的飞行轨迹,科研人员为它配置了一双敏锐的“眼睛”——双八表捷联惯组。惯组作为捷联惯性系统的核心部件,在运载火箭控制系统中负责测量箭体相对空间的速度和加速度,经过坐标变换和计算机计算后,可得到箭体的各种导航信息。长征六号火箭上装配的双八表捷联惯组由两部分组成,其一是八表激光惯组,其二是八表光纤惯组。八个表的惯组是我国现役火箭型号的最高配置,并且激光惯组和光纤惯组同时使用也属首次。双八表捷联惯组按照主从冗余模式,以激光惯组为主份系统。一旦发生故障后,将整体切换到备份的光纤惯组上。双八表惯组的使用,在满足火箭高可靠的要求下,成功解决惯组系统可靠性、经济成本、测试复杂度等多个制约因素之间的矛盾,保证了长征六号火箭惯组系统高可靠度和高精度,也为其精确入轨奠定了基础。为长征六号提供精准判断能力的除双八表捷联惯组之外,还有它配备的多星座导航接收机。多星座导航接收机与双八表捷联惯组配合,为长征六号提供精确的测量定位,这款接收机除了兼容美国GPS系统、俄罗斯格洛纳斯系统之外,还能接收到我国自主研制的北斗二代导航系统信号。这三种信号综合在一起,就能可靠、精准地确定长征六号飞行过程中的位置。 

转运与发射系统

一、运输车辆 

宝钢工程技术集团苏州大方特种车股份有限公司在接到“自行式火箭运输起竖车”的研发、制造。按照“通用化、组合化、系列化”设计方案要求,综合采用了多种特种车辆的前沿技术和先进的电子信息技术。在为期一年多的研制过程中,苏州大方攻关团队相继攻克了车辆自动导航、精确定位对接、高负荷起竖和耐低温等多项技术难题,成功为长征六号新一代运载火箭度身定制了这辆“私人座驾”。该车最大载重120t,长征六号运载火箭“躺在”上面就可完成从转运、起竖,一直到加注发射的所有流程,使发射准备时间从几星期缩短至7天。该车辆能通过计算机控制实现自动无人驾驶,在发射阵地实现自主导航驾驶及精确定位对接,定位精度误差不超过5mm。

二、发射平台 

中国航天科工集团十院航天天马公司研制生产的火箭运输起竖系统和发射台。2009年,科工十院天马公司接到长征六号运载火箭运输起竖系统及发射台项目研制任务后,在总体单位的指导下,航天天马公司迅速反应,精心策划,成立了由行政、结构、电气、液压、工艺等技术人员组成的项目组,各司其职,高效联动,完成了长征六号整体运输起竖系统及发射台原理样机研制;2011年,项目组完成了该型号某阶段整体运输起竖系统及发射台的方案设计,并通过评审;2013年,完成了该项目产品的生产加工和调试,产品转入上海开始系统联调;2014年,完成合练试验总结后转入试样研制阶段。2015年7月,天马公司派出7名技术人员和工人在现场随时配合保障,加班加点,昼夜鏖战,确保各项工作如期进行。

相关图片

图二
图三
图四
图五
图六
图七

(参考资料:搜狗百科、百度百科等)(如有相关错误,请予以指正)

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