全球最大固体运载火箭引力一号发射成功

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今天(1月11日)13时30分,我国太原卫星发射中心在山东海阳附近海域使用引力一号遥一商业运载火箭,将搭载的云遥一号18~20星3颗卫星顺利送入预定轨道,飞行试验任务获得圆满成功。此次任务是引力一号商业运载火箭的首次飞行。

引力一号的研制采用了多项创新技术,是我国自主研制的全球最大固体运载火箭,能将4.2吨重的航天器送入距地球500公里的太阳同步轨道,提高了我国进入空间的能力。除了运载能力提升以外,还需要增加火箭的发射频次,实现发射总量的提升,那么引力一号如何提高发射频次呢?

为了实现高频次的发射,引力一号火箭研制团队在海阳东方航天港附近布局了一整套的基础设施,在5公里范围内可以实现火箭的总装测试、港口登船等关键流程,从而实现“前店后厂”。这种模式可以大幅缩短火箭发射所需的时间,并且降低成本。

引力一号运载火箭总设计师、总指挥 布向伟:火箭在我们水平厂房装完之后,距离岸边大概就5公里。直接到岸边,然后垂直装完,然后直接就上船,上船的距离也就500米左右,这样的发射流程特别简洁。

“前店后厂”的模式不仅提高了引力一号火箭的发射效率,还降低了发射成本,除此之外,火箭在海上实施发射也有非常多的好处。火箭在海上发射,可以根据不同航天器对轨道的不同需求来灵活选择发射点位,并且还能解决火箭残骸落区的问题。

引力一号运载火箭总设计师、总指挥 布向伟:如果在海上发射,比如说离岸边远一点,5公里,我们就能保证安全区。我们还可以实现机动发射,机动到其他地方,这也是我们将来策划的一个点。

引力一号火箭在海上发射,需要用船带着它到达预定海域。以前在海上发射的火箭是“躺着”坐船去的,而引力一号是“站着”坐船走的,这也是它的一个创新点。那火箭是如何转运到船上的呢?

随着引力一号成功首飞,作为火箭发射母港的山东烟台东方航天港已经成功完成了九次海上发射。围绕火箭的制造、总装、测试、发射等,这里已经形成了海上航天发射一体化的产业规模。

为了打造规模大、配套全、集聚效应强的海上发射基地,东方航天港吸引了多家航天企业入驻。2023年,东方航天港累计总装火箭12发。此外,在形成固体火箭海上发射能力的同时,液体火箭动力试验及制造基地、火箭核心部件产业基地也已完成规划。

东方航天港负责人 高中前:我们目前聚焦三个核心能力,围绕着“海里有船”打造海上机动发射能力,“陆上有箭”打造火箭的总装总测能力,“空中有星”打造我们空间信息服务能力,初步构建了我们商业航天产业的产业体系。目前落地项目21个,实现了总投资271亿元。

现在,东方航天港已建起多功能卫星数据应用产业园,今年将构建起高精度、高分辨率的星座示范系统。

引力一号火箭高30米,起飞推力600吨,能将4.2吨重的航天器送入距地球500公里的太阳同步轨道,可满足中低轨卫星批量组网发射和中大型航天器快速响应发射需求。引力一号通过采用首创的全固体捆绑技术,大幅提高了火箭的运载能力。

引力一号运载火箭总设计师、总指挥 布向伟:我们的火箭相当于是三级半构型,火箭芯级是串联了三级固体发动机,周围捆绑了4个固体助推器。我们通过现有的成熟动力模块把它组合到一块,这样实现运载能力能达到4吨。

捆绑技术是火箭实现中大型运载能力的必备技术之一。引力一号火箭的周围捆绑了4个助推器,这样可以使火箭的运载能力翻倍,这也是引力一号与国内其他固体运载火箭技术路径不同的一点。

除此之外,研制团队还通过优化火箭的飞行时序等手段,提高了火箭的可靠性和安全性。

引力一号运载火箭总设计师、总指挥 布向伟:起飞的时候只是4个固体发动机助推器点火,火箭芯级其实不点火,然后等到助推快要燃烧结束的时候,火箭芯级再接力。这样主要是为了克服4个固体助推发动机燃烧偏差,来保证箭体的姿态稳定。

布向伟介绍,引力一号还是首个海上发射的捆绑构型运载火箭,扩充了我国中型运载火箭海上机动发射能力,也为后续更大体积和重量的液体运载火箭海上发射和海上回收提供了借鉴和参考。

全固体燃料:推力大 可靠性高

引力一号的推进剂为固体燃料。这种燃料具有什么优势?和液体燃料又有什么区别?

固体火箭使用的燃料是一种叫作“丁羟”的高能火药,与固体火箭相对应的是液体火箭,它们的工作原理都是通过点燃推进剂,产生巨大推力,将航天器送入预定轨道。液体发动机具有可控性强、工作时间长等特点,而固体发动机具有结构简单、机动灵活、瞬间推力大等优势。

航天科技集团四院引力一号运载火箭固体发动机总设计师 白彦军:引力一号运载火箭采用固体发动机作为主要的飞行动力,数量共7台,主要是由航天科技集团四院研制和提供。固体火箭发动机能够有效降低火箭系统的复杂度,同时操作和维护也相对便捷。

固体燃料可以提前装填在火箭中,省去了火箭发射前加注燃料的流程。得益于固体发动机的优势,引力一号是目前唯一一型能够满足24小时内发射的中型运载火箭,火箭发射准备时间短,而且成本低。

航天科技集团四院引力一号运载火箭固体发动机总指挥 胡大庆:固体发动机的可靠性和经济性决定了运载火箭的可靠性和经济性,是火箭市场竞争力的重要基础。

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