5月30日,托举着神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空,本次发射是中国空间站应用与发展阶段的首次载人发射任务。
长征二号F火箭是由中国航天科技集团一院抓总研制的载人火箭,全程参与了中国载人航天工程“三步走”战略的每一步,是我国现役唯一具有故障检测系统和逃逸系统的火箭,肩负着保障航天员安全进入太空的特殊使命和责任。
搭载神舟十六号飞船的长征二号F遥十六运载火箭进行垂直转运。
(相关资料图)
优化改进的脚步从未停下
载人火箭有“航天员专列”之称,载人航天,人命关天,对于载人运载火箭来说,航天员的生命安全是最重要的,“高可靠、高安全”是载人火箭始终不变的追求。虽然发射成功率达100%,但研制团队从未停下优化改进的脚步。
一院长征二号F运载火箭(下文简称:长二F火箭)副总设计师刘烽介绍称,相比发射神舟十五号的遥十五火箭,本发火箭共有20项技术状态变化。研制团队重点围绕冗余度提升和工艺改进,持续提升火箭的可靠性,同时继续推进箭上多个电气系统元器件国产化工作,不断提升产品自主可控水平。
研制团队还以数字化、信息化手段赋能火箭,为数据判读引入“智”变。依靠远程测发支持系统的持续建设,实现了长二F火箭测试数据前后方实时互通,后方设计人员能够更加便捷、全面地了解火箭相关数据,开展实时监测判读与数据分析,并同步在大屏上可视化展示。不仅如此,后方强大的数据自动判读与分析工具以及完善的专家团队,将更好地保证数据判读的覆盖性和可靠性,提高了工作效率。
在质量管控方面,研制团队始终坚持以最高标准、最严要求狠抓质量工作,确保“状态严控、过程严管、产品优选、人员优配”。以发射场质量工作为例,研制团队充分继承发射场工作经验,围绕7类要点与7类“再确认”,明确了58项质量工作项目。
通过针对所有故障模式制定有效措施,如设置强制检验点等,研制团队进一步降低了全箭故障发生的概率,提升了火箭可靠性。此次长二F遥十六运载火箭可靠性设计改进工作持续开展,继续从冗余度提升和工艺性能改进方面进行改进。例如,进一步提升火工品的发火环节冗余程度,提升分离可靠性。
针对涉及控制系统、火工品、发动机等的关键产品,影响飞行成败的点火、分离等关键环节,长二F运载火箭团队开展了设计指标闭合检查工作。针对点火—起飞、逃逸塔分离、助推器分离、级间分离、整流罩分离、船箭分离等多个正常飞行时序功能,4个逃逸程序和船箭应急分离飞行时序功能,开展指标闭合性检查。通过对火箭各系统射前地面工作流程和飞行时序的设计正确性,系统间时序动作协调匹配性,控制系统、火工品、发动机等重要产品的设计状态、实际指标等重要因素进行复查确认,保证全箭飞行动作的稳妥可靠。
长二F运载火箭副总设计师刘烽介绍说,火箭的控制系统应用了起飞时间偏差修正技术,使火箭点火时间出现偏差时,可以在一定范围内自动修正轨道完成入轨和交会对接任务。同时,型号队伍对遥测系统也进行了升级迭代,使遥测精度得到进一步提升。
长征二号F运载火箭执行任务以来发发成功,发射成功率100%,被誉为“金牌火箭”。
细节打造神箭
自执行长二F遥十二运载火箭任务起,长二F运载火箭研制团队进入“发射1发、备份1发”及“滚动备份”的发射模式,两发火箭轮流“站岗”。“值班”火箭如接到应急救援命令,可随时实施应急救援发射,保障航天员生命安全。在为航天员的生命安全加上“双保险”的同时,研制团队的工作量也大幅增加,对发射场操作提出了新的更高的要求。
基于“滚动备份”的发射模式,团队设计了“串行”和“并行”两种测试发射流程,并在此基础上,将两者的优点结合起来,设计了“串并行”测试发射流程。“串并行”模式可比“串行”模式节省7天时间,比“并行”模式仅多4天,不仅可以保证人力资源的高效利用,还可以兼顾整流罩线和逃逸塔线的工作,进一步提高发射场工作效率。
简化重复测试项目,调整测试顺序,并行、穿插工作……在确保发射可靠性的前提下,团队不断梳理、优化发射场流程,提升测发效率。如今长二F火箭“发一备一”的发射场流程已从37天压缩至35天。
流程压缩的同时,面对快节奏发射,团队加快了对火箭优化改进的步伐。刘烽介绍,在地面设备更新改造的基础上,长二F遥十六运载火箭进一步提升数字化能力,增加火箭状态监测与总体网接口,使得相关数据能够在总体网上进行实时监控,更加便捷、全面了解火箭数据。基于远程发射支持系统,本次火箭的测试数据实现了前后方的互通。在北京远程测试中心,可以依托后方强大的分析工具,以及完善的专家团队,提升数据判读的覆盖性和可靠性。
火箭和地面设备的新技术状态变化,提高了火箭的可靠性、安全性和抗风险能力,射前发射流程操作也更加自动化、更简便,减少了人为操作失误风险,但这同时也是挑战。型号队伍始终坚持质量是政治、质量是生命、质量是效益的质量意识,按照最高标准严把质量关,共策划66项工作项目,全面理清技术状态变化对发射场工作的影响,重点查看地面设备新测试细则落实情况,严格检查载人状态特有测试项目,前后方联动对软件更改、工艺变化等进行再把关、再确认,全力确保发射任务过程完美、结果圆满。
未来几年,长二F运载火箭还将继续以每年2发的高频率执行发射任务,在我国空间站运营过程中担纲重任。研制团队的专家表示,团队将以更饱满的热情、更昂扬的斗志,团结奋斗谱写中国航天事业发展的新篇章。
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