长征七号 “零窗口”到“窄窗口” 长七火箭适应性不断提升
天舟二号货运飞船发射圆满成功。为了提高火箭的任务适应性,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(以下简称“火箭院”)抓总研制的长征七号遥三火箭采用了自动获取起飞时间进行入轨目标参数在线迭代修正技术,实现了从“零窗口”到“窄窗口”的技术跨越。
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火箭院长征七号运载火箭试验队现场01指挥员、主任设计师徐利杰介绍,发射窗口是指允许火箭发射的时间范围,在我国以往大部分航天发射任务中,发射窗口都是在一个时间段内。但由于本次发射任务要实现货运飞船与天和核心舱的交会对接,需要将货运飞船发射到天和核心舱所在的空间轨道面,这样才能保证两个航天器顺利“牵手”,这就要求火箭必须按照预先计算好的时间,分秒不差的点火升空,也就是我们说的“零窗口”。
精确到秒的“零窗口”
与“窄窗口”相比,“零窗口”发射的难度在于发射时间精确到秒,如果发射前系统的某个环节出现问题,就只能推迟到下一个发射窗口,重新组织推进剂加注和发射工作,对发射任务带来比较大的影响。而长征七号火箭作为低温火箭,与常规火箭相比,还面临低温推进剂加注问题和复杂的发射前流程。因此,要实现“零窗口”发射,难度更大。
【 长征七号|“零窗口”到“窄窗口” 长七火箭适应性不断提升】“发射前4分钟内,要连续完成10多个关键动作,比如贮箱增压、管路排空、连接器脱落、摆杆摆开等一系列复杂动作,哪个环节出现异常都会影响“零窗口”发射。”徐利杰介绍。在长征七号遥二火箭发射天舟一号货运飞船时,就实现了“零窗口”发射。
2分钟的“窄窗口”
虽然已经具备了“零窗口”发射技术,但是为了更好的适应故障情况,提高火箭按时发射的能力,型号队伍一直孜孜不倦追求技术上的突破,在长征七号运载火箭上首次采用自动获取起飞时间进行入轨目标参数在线迭代修正技术,对飞行弹道、落点等进行评估,并分析不同工况、不同起飞时间对入轨精度和运载能力的影响,并通过大量的数字和半实物仿真,最终将精确到秒的“零窗口”拓展为2分钟左右的“窄窗口”,也就是说,如果火箭起飞时间的偏差在2分钟以内,火箭就可以根据起飞时间自行修正飞行轨迹,保证货运飞船仍然能够进入核心舱所在的轨道面,提升了长七火箭对发射任务的适应性。
与此同时,型号队伍还展开了故障预案的再梳理工作,并落实到流程精细化中,针对射前关键环节制定可靠性保障措施和预案,组织开展了不同状态下的预案演练,确保射前出现故障有预案,预案可实施,从而保障发射流程顺利开展。
广州日报·新花城采访人员:肖欢欢通讯员陈洁
广州日报·新花城编辑:蔡凌跃
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