直擊航展丨運載能力達長五3倍可回收載人火箭亮相

原標題:直擊航展丨運載能力達長五3倍可回收載人火箭亮相

正在珠海舉行的中國航展上,新一代載人運載火箭與新一代載人飛船同時亮相。攝影/新京報記者 陶冉

新京報快訊(記者倪偉)正在珠海舉行的第十二屆中國國際航空太空博覽會上,大陸新一代長征火箭家族整體亮相。其中,一型新一代載人運載火箭首次公開。

 

據中國太空科技集團一院長征七號系列運載火箭總指揮王小軍介紹,新一代載人火箭按照載人飛行的最高安全標準設計,奔月軌道滿足25噸級載人飛船要求,未來可用於載人月球探測。在更遠的將來,還可以和重型運載火箭組合使用,建立月球基地,做到月球可持續開發利用,全面建設太空強國。

 

據了解,該火箭已在近期完成了新型泵後擺高壓補燃發動機、固體可調推力姿控發動機、新型無毒姿控發動機的點火試車等試驗。

 

發動機並聯布局,可做到垂直起降重復使用

 

據王小軍介紹,新一代載人運載火箭是根據大陸載人太空工程發展規劃,為發射大陸新一代載人飛船而全新研制的高可靠、高安全的載人運載火箭,立足大陸長征五號、七號運載火箭的主要技術。

 

這型火箭為三級半液體運載火箭,全長約90米,直徑5米,起飛重量約2000噸,可以將25噸有效載荷直接送入奔月軌道,或者將70噸有效載荷送入近地軌道。

 

新一代載人運載火箭的規模,將大大超過大陸當前運載能力最大的長征五號火箭。從體型來看,其直徑與長征五號一致,高度比長征五號高約1/3。其近地軌道運載能力,是長征五號的近3倍。

 

該火箭的芯一級與多種模塊組合使用後,可以形成近地軌道40噸~70噸,地球同步轉移軌道10噸~32噸的系列化型譜。

 

值得一提的是,新一代載人運載火箭採用多台發動機並聯布局,可以做到垂直起降重復使用。其基礎級模塊採用7台YF-l00K發動機,布局為中心1台、周邊6台,火箭再入大氣層過程中,可以起動中心1台發動機完成軟著陸。

 

簡化逃逸模式,提高太空員安全性

 

據太空科技集團一院運載火箭專家胡曉軍介紹,新一代載人運載火箭具有六大顯著特點。

 

第一是高效率,該火箭採用新設計方法和系統設計方案,通過綜合優化,運載效率較現有火箭提高10%一30%。第二是高可靠,繼承現有火箭成熟的發動機技術以及冗餘技術,採用基於故障設計的發動機冗餘和控制重構技術,提高系統固有可靠性。第三是高安全,逃逸姿態控制由無控改進為閉環控制,簡化逃逸模式,提高太空員的安全性。

 

第四是新材料,採用與液氧相容的復合材料冷氦增壓氣瓶、復合材料殼段、高性能鋁合金等先進材料,降低結構重量。第五是新結構,採用貯箱後底與機架一體化設計、箱底傳力設計等新結構形式,提升全箭結構效率。第六是新模式,採用一體化電氣系統,提高集成化水平,簡化測試操作。

 

進展:關鍵技術深化論證,發動機研制取得進展

 

據胡曉軍介紹,2016年,太空科技集團一院啟動了新一代載人運載火箭方案論證工作,完成多輪方案對比分析,目前正開展關鍵技術深化論證。

 

相關技術已經取得了一些進展。目前一院已攻克了泵後擺發動機、高壓補燃發動機低壓起動、固體發動機推力調節、新型無毒姿態控制發動機溫起動、輕質伺服機構等多項關鍵技術,正在進行大直徑低溫共底貯箱、超低溫復合材料氣瓶、千噸級輕質箭體結構等原理樣機的研制生產,預計明年完成關鍵技術攻關。

 

後續,研制單位將根據載人太空高可靠高安全的技術要求,開展逃逸飛行驗證、芯一級飛行演示驗證、兩級狀態飛行演示驗證、全箭飛行驗證等工作,確保載人火箭安全可靠,載人飛行萬無一失。

 

意義:奔月軌道滿足25噸級載人飛船要求

 

關於研制新一代載人運載火箭的意義,胡曉軍表示,這型火箭最大程度發揮了大陸現有火箭研制能力體系,通過優化組合將大陸火箭低軌能力由25噸提升到70噸以上,奔月軌道滿足25噸級載人飛船要求,大幅提升了大陸進出空間的能力。

 

該火箭瞄準國際先進技術趨勢,做到了技術更新換代,採用飛行在線規劃控制、固體可調推力發動機、無毒姿控發動機為代表的新技術,應用了新材料及3D列印、大直徑箱底整體成形等新工藝。

 

同時,研制模式方面也做到了創新。新一代載人運載火箭打破傳統研制模式,採用一體化協同設計、數字虛擬試驗等先進研制手段,通過集成演示試驗部分替代傳統複雜的單項試驗,可以大幅縮短研制周期,提升研制效率。

新京報記者 倪偉 見習編輯 呂銀玲 校對 王心