——細數長征三號甲系列運載火箭歷史上的新技術應用
文章來源：中國航天科技集團有限公司 發布時間：2019-05-08
日前，長征三號甲系列運載火箭在一次次技術跨越中實現了具有里程碑意義的“百次”發射，成為我國首個單一型號發射突破百次的火箭。
25年，100次發射。翻開歷史畫卷，不難發現，在一次次技術創新中，長三甲系列運載火箭開創了我國航天史上多個“首次”。這些新技術不僅代表著當時國內的最高水平，許多還達到了世界一流技術水平。
我國首個實現系列化、通用化、組合化的火箭
長三甲系列運載火箭技術起點非常高。按照“系列化、組合化、通用化”的“三化”設計思想，長三甲、長三乙、長三丙作為一組系列火箭進行模塊化、組合化與整體化優化設計，確定了以長三甲火箭為基本型的發展模式。
“三化設計”的發展理念對長三甲及其發展型火箭的形成和大型火箭的發展規劃，起到了重要的指導作用。長三甲系列運載火箭共同構成了早期我國高軌道運載能力最大、適應性最強的運載火箭系列，其運載能力可以覆蓋世界上絕大多數應用衛星，不僅顯著增強了我國商業火箭在國際市場上的競爭能力，也為我國未來航天事業的發展創造了良好條件。
我國首個采用主從冗余控制系統的火箭
上世紀90年代，長征三號甲火箭研制成功后，進入了工程應用階段。為進一步提高火箭可靠性，研制人員經過8年多的艱苦努力，2006年平臺加激光慣組的主從冗余控制系統在長三甲火箭上成功應用飛行。
據了解，控制系統級冗余技術是一項國際先進的復雜技術，大大提高了火箭飛行可靠性。如今，長征系列運載火箭幾乎都開展了冗余控制系統的設計與應用，為中國航天高密度發射持續成功打下了堅實基礎。
我國首個應用“雙激光慣組加衛星導航技術”的火箭
2013年12月2日，長三乙火箭成功將嫦娥三號月球探測器送入太空，入軌精度極高，正中萬里之外的“靶心”。
“火箭需要將它直接送入近地點200公里、遠地點38萬公里的地月轉移軌道，這對入軌精度提出了很高的要求。”航天科技集團一院長三甲系列運載火箭總設計師姜杰介紹：“如果把火箭發射比做‘打靶’，這次任務必須打十環。”
姜杰帶領科研人員首次采用了“雙激光慣組加衛星導航修正”的復合制導技術。她解釋道：“就像給火箭安了兩只‘眼睛’，一只眼睛讓火箭按照設計好的軌道飛行，另一只眼睛精確計算最佳途徑，隨時修正。”
我國首個采用低溫發動機不分解交付技術的火箭
火箭發動機校準試車后不分解交付是氫氧發動機研制史上具有里程碑意義的一項技術。
長三甲系列運載火箭三級氫氧發動機校準試車后不分解技術的研究與應用，突破了發動機整體真空干燥和整體檢漏新技術，并建立了適用于校準試車后不分解交付的一整套檢查方法和驗收標準。
實施校準試車不分解交付后，火箭消除了發動機早期失效風險，保證了結構可靠性；消除了發動機校準試車后分解再裝造成的性能再現性偏差，提高了發動機可靠性；縮短了裝配周期，節省了發動機分解再裝費用。
我國首個實現“零窗口”發射的低溫火箭
2007年10月24日，長三甲火箭將嫦娥一號送入太空，實現了中國首次月球探測活動，同時首次實現了“零窗口”發射。
“零窗口”指的是在預先計算好的發射時間，分秒不差將火箭點火發射。據長三甲系列運載火箭總體主任設計師胡煒介紹，在這個時刻發射，衛星能夠準確進入預定軌道，節省了軌道修正的推進劑消耗，從而為后續工作留下更多動力。
胡煒說：“當時，我國低溫火箭還沒有準確實施‘零窗口’發射的先例，各系統崗位人員在星箭測試、氣象研判、燃料加注等各個環節，追求零失誤、零差錯、零故障、零缺陷、零遺漏，確保發射萬無一失。”
當日18時05分04秒，我國首次探月任務完美實現“零窗口”發射，創造了航天發射史上的“中國奇跡”。
我國首個采用雙向風補償、起飛滾轉技術的火箭
我國西昌衛星發射中心的高空風風向主要是西向，以往執行東射向任務只需進行單向風補償（調整俯仰程序角）即可滿足發射要求。
隨著我國北斗導航工程的不斷推進，為適應北斗二號任務需求，長三甲系列運載火箭進行了雙向風補償軌道設計，制定了4條風補償程序，射前根據高空風預報情況進行選擇即可，極大地提高了火箭的發射適應能力。
我國首個采用天基測量和5兆碼速傳輸技術的火箭
2014年10月24日，長三丙改二型火箭迎來首飛，圓滿完成了探月工程三期再入返回飛行試驗器發射任務。
據專家介紹，這次任務首次實現了我國現役運載火箭測量技術的升級換代。長三丙改二型火箭采用了天基測量技術，即通過天基中繼星向地面技術人員傳輸火箭飛行過程的實時遙測數據，對飛行中的火箭進行全程實時測控。同時，最新的高碼速傳輸技術可增加測量點、提高數據傳輸速度、增大數據傳輸量，與天基測量技術一起，保證地面技術人員即時掌握火箭的飛行動態，進一步降低測控盲區。
這次發射，火箭首次采用了5兆碼速率的傳輸技術，可以測量更多的環境參數，如振動、沖擊等高頻參數，對觀察火箭飛行的狀態、掌握火箭飛行環境提供了更多依據。
測量技術的升級換代推動了我國無線遙測傳輸技術的發展，將我國現役運載火箭測量技術帶入了高碼速時代，為我國新一代運載火箭數據獲取與傳輸技術創新奠定了基礎。
我國首個開展組批生產、首次實現兩枚火箭發射場并行測試工作的火箭
隨著中國探月工程和北斗導航工程的立項研制，長三甲系列火箭迎來了更大挑戰。為應對高密度發射任務，長三甲系列火箭應用了一些創新模式和有效方法。
長三甲系列運載火箭研制團隊通過壓縮發射隊伍規模，優化發射場測試發射流程，開展“去任務化”設計，實施遠程快速協同設計，交叉并行作業等，確保了一支隊伍能夠同時承擔兩枚火箭發射任務，使火箭研制生產能力從一年2－3枚提高到8－10枚；發射周期從60天減少到21天，發射隊伍從300人降到150人左右，為高密度發射任務的圓滿完成和運載火箭管理技術的創新發展奠定了堅實基礎。
【責任編輯：王鈺】
