由中國航天科技集團上海航天技術研究員抓總研制的長征六號運載火箭，作為我國新一代運載火箭的首飛箭，承載著運載火箭發(fā)展史上眾多創(chuàng)新之舉。全新的結構形式、全新的動力系統(tǒng)、全新的電氣系統(tǒng)……這型20多年來我國首次全新研發(fā)的運載火箭，將對我國未來運載火箭的發(fā)展產生重要影響。
在此，讓我們細數(shù)一下長征六號的主要創(chuàng)新特點。
綠色環(huán)保：開啟新一代運載新征程
近年來，世界各國都加大了對新型運載火箭研制的力度，大直徑、大運載能力、低成本、高可靠、無污染和易操作等成為后續(xù)運載火箭發(fā)展的趨勢。同時，受越來越旺盛的微小衛(wèi)星發(fā)射需求牽引，發(fā)展經濟、靈活、便捷的運載火箭，適應國際商業(yè)發(fā)射需求，也成為一種發(fā)展趨勢。
由此，長征六號運載火箭應運而生。
長征六號作為我國新一代運載火箭中首型投入發(fā)射應用的火箭，首次采用了我國最新研制的高壓、大推力、無毒無污染的補燃循環(huán)液氧煤油發(fā)動機。火箭一級直徑3.35米，采用單臺最大推力為120噸的液氧煤油發(fā)動機，二、三級直徑2.25米，分別采用一臺液氧煤油發(fā)動機和一臺常規(guī)推進劑發(fā)動機。火箭起飛推力為1200千牛。
為獲得更大運載能力，長征六號火箭采用了一系列全新的設計方案，獨特的發(fā)動機氧箱自生增壓技術則是最大亮點。
火箭飛行中，需要不斷對發(fā)動機氧箱進行增壓。傳統(tǒng)設計中，需要額外增加獨立的增壓氣瓶，這會增加火箭的重量。自增壓方案利用發(fā)動機燃氣發(fā)生器的富余氧氣為一級氧箱進行增壓，能為火箭減少12個單獨增壓氣瓶以及一整套冗余增壓系統(tǒng)，可以大大優(yōu)化火箭總體方案并減少質量隱患。由于該方案尚無應用先例，研制單位組織開展了大量試驗和攻關，并通過熱試車有效驗證了增壓系統(tǒng)的工作性能，僅增壓輸送系統(tǒng)就申請了16項專利。
此外，長征六號創(chuàng)造性地使用了發(fā)動機燃氣滾控系統(tǒng)，利用一級發(fā)動機渦輪泵后引出高溫高壓富氧燃氣，與發(fā)動機一起對火箭進行滾動姿態(tài)控制，以保證火箭飛行過程中的姿態(tài)穩(wěn)定。這在國際上屬于首創(chuàng)。
長征六號成功發(fā)射有效驗證了我國在大推力、高可靠性、高適應性、低成本、無毒無污染運載火箭領域的關鍵技術突破，標志著我國在運載火箭現(xiàn)代化、推進劑無毒化方向邁出了堅實一步，也拉開了我國新一代運載火箭投入使用的序幕。
三平一快：“開著”火箭去發(fā)射
傳統(tǒng)火箭執(zhí)行發(fā)射任務，需要分段運輸至發(fā)射場，再在塔架上完成各子級的垂直吊裝總裝和測試。現(xiàn)役運載火箭中，唯有執(zhí)行載人航天發(fā)射任務的長征二號F采用了垂直轉運模式。長征六號針對后續(xù)衛(wèi)星發(fā)射的需求，在國內運載火箭領域創(chuàng)造性地采用了“三平”測發(fā)模式，對我國火箭測發(fā)模式進行了徹底變革。
“三平”指水平整體測試、水平整體星箭對接、水平整體運輸起豎發(fā)射。長征六號火箭以水平狀態(tài)，在廠房內完成全箭總裝、測試以及與衛(wèi)星的對接，并被水平放置于專門研制的自行式整體運輸起豎車上，由起豎車運至發(fā)射工位，完成水平對接、翻轉起豎、垂直定位、燃料加注和發(fā)射等動作。整個過程一氣呵成，大大簡化了發(fā)射區(qū)操作時間和發(fā)射臺占用時間。按照設計，采用“三平”測發(fā)模式的長征六號的發(fā)射準備周期僅需7天，更符合衛(wèi)星發(fā)射低成本、短周期的需求。
為了適應火箭“三平”測發(fā)的需要，科技人員對地面測發(fā)控系統(tǒng)進行了創(chuàng)新改進，將各種測試設備集成安裝到五個方艙內，形成了一輛移動的“體檢車”，車隨箭走，大大簡化了測發(fā)流程，減少設備數(shù)量。
承載長征六號的自行式整體運輸起豎車也經過了特別設計，集火箭運輸、起豎、發(fā)射臍帶塔功能于一體，火箭穩(wěn)穩(wěn)地“躺”在上面，就完成了從測試到加注發(fā)射的所有流程。該車輛還能實現(xiàn)自動無人駕駛，通過“收集數(shù)據(jù)—計算位置關系—規(guī)劃行駛路徑—路徑執(zhí)行”的循環(huán)，能夠保證車輛在發(fā)射陣地的自主導航駕駛及精確定位，三向定位精度誤差不超過5毫米。
