在靠重量取胜的航天家族,迷你火箭是怎样的存在( 二 )
(长征六号发射升空) 2、从2-3个月缩短到一周 , 把发射准备时间缩短到极限 如果说“小”是小型火箭的天生优势 , 那么“快”则是这三种小型火箭的独门绝技了 。 传统的大中型火箭 , 在运抵发射场后要进行复杂的总装、测试操作 , 无论是长二、长三在发射架上总装测试的模式 , 还是长二F、长五、长七在厂房中总装测试后再转运到发射架的模式 , 耗费的时间都比较长 。 对于研发周期较长的大型的航天器来说 , 较长的准备时间不是问题 , 但对于灵活的微小卫星来说 , 在商业运作中可能需要根据客户需求 , 随时拿出货架产品进行发射 。 为了实现“快”的发射要求 , 长征六号采用了“水平总装、水平测试、水平转运”的”三平“发射模式 。 火箭在“躺倒”的姿态下完成各子级间及火箭与卫星的连接 , 不需要复杂的高空起吊操作 。 整发火箭安装在为长征六号专门研发的自行式整体运输起竖车上进行 。
这种车集火箭运输、起竖、发射脐带塔功能于一体 , 火箭总装完毕后直接由该车运抵发射阵地 , 完成起竖、加注燃料到发射的所有流程 , 省去了大型火箭与发射塔连接的准备时间 。 发射车还可以实现自动导航无人驾驶和精确定位 , 三向定位精度误差不超过5毫米 。 同时 , 由于不需要固定的发射塔 , 在少量测控通信车辆的辅助下 , 发射车可以灵活地选择发射地点 , 避免发射地附近人口密集对发射方向的限制 。 在这些新模式、新技术的应用下 , 长征六号的发射准备时间由传统火箭的2-3个月缩短到一周左右 。
(在发射车上进行转运的长征六号) 长征六号已经把液体火箭的准备时间缩短到极限 , 而使用固体燃料的长征十一号和快舟一号 , 则可以说是发射速度的登峰造极之作了 。 这两种火箭同样使用”三平“发射模式 , 从接到发射指令到火箭腾空而起 , 中间间隔的时间可以缩短到24小时以下 。 固体推进剂具有长期贮存能力 , 因此固体火箭在发射时无需像液体火箭那样现场加注燃料 , 发射更快捷 。 这也是目前战略弹道导弹多采用固体发动机的原因 。 在突发地震等大规模自然灾害或军事冲突爆发时 , 固体火箭的快速反应能力可以及时大量发射轨道覆盖热点地区的微小卫星 , 实现卫星快速组网和补网 , 使决策者和有关部门获得一双双“天眼” 。
(长征十一火箭发射效果图) 3、配备天基测控能力 , 飞行路径和发射地点不再受限 在神舟飞船的发射过程中 , 随着火箭向东飞行 , 直播中会出现“渭南跟踪正常“、”太原跟踪正常“等报告 , 这是遍布中国国土各地的测控站在实时跟踪火箭飞行 , 实施必要的测控操作 。 这些地面测控站的分布限制了火箭飞行路径和发射地点的选择 。 为了让微小卫星的发射更加灵活 , 这三种小型火箭还配备了天基测控能力 。 火箭起飞后 , 以往由地面测控站完成的任务将由高悬于地球同步轨道的“天链”中继卫星完成 。 火箭通过天基测控天线将数据传导天链卫星上 , 再由天链卫星转发回地面 。 得益于四颗在轨运行的天链中继卫星 , 中国是除美国外唯一一个拥有具备全球覆盖能力的天基信息传输系统的国家 。 火箭从中国国土的任意一点起飞、朝着任意方向飞行时 , 都能够处在天基测控网的有效覆盖中 。
(快舟一号火箭发射升空) 4、发射成本极低 , 提供上天“白菜价” 和执行各种国家航天任务的大中型火箭不同 , 小型火箭所要面对是竞争激烈的微小卫星商业发射市场 , 如果不能提供有吸引力的发射价格 , 即便火箭性能优越 , 也很难在商业发射市场中占据一席之地 。 因此 , 中小型运载火箭在研制和生产过程中 , 都十分注重成本的控制 。 目前 , 在国际商业发射中 , 小型运载发射报价一般为每千克2-5万美元 。 而长征十一、快舟一号运载火箭目前的发射报价都在每千克3万美元以下 , 与国际主流水平相当 。 近几年内 , 这两种火箭的发射报价将降低到每千克1万美元以下 。 而快舟一号的升级版——快舟十一号 , 甚至能给出每公斤几千美元的上天”白菜价“ 。 为了降低成本 , 设计人员们首先在火箭本身的设计上下功夫 , 简化系统、优化元器件 , 榨干火箭的每一处设计余量 。 长征十一号两次成功发射后 , 设计人员根据实测数据 , 在保证火箭发射成功率不受影响的前提下取消了一些部件 , 使火箭的运载能力提高了50公斤 。 为了让火箭本身的结构更轻 , 将发动机提供的推力更多的用来推动有效载荷 , 快舟一号团队应用新技术和材料 , 将安全机构的尺寸和重量缩小到了现有产品的五分之一 , 火箭整体起飞质量降低约20吨 。 结语 未来 , 长征六号、长征十一号、快舟一号等小型运载火箭 , 将与长五、长七等大中型运载火箭 , 构成中国运载火箭发射服务的完整“产品线” , 为商业航天产业的壮大和航天服务社会生活 , 作出自己不可替代的贡献 。 作为世界上认知度最高的标签 , 中国制造(Made in China)正寻求战略升级 。 「了不起的中国制造」专栏 , 力邀行业权威、资深玩家 , 呈现他们眼中的中国创新之路 。 官方图书《了不起的中国制造》现已上市 , 本书集结了专栏的优秀文章和经典案例 , 欢迎关注!
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