新華網 正文
長徵火箭:“300+”後踏上新徵途
2019-05-20 07:59:45 來源: 經濟參考報
關注新華網
微博
Qzone
評論
圖集

2017年4月17日,長徵七號遙二任務火箭完成發射場總裝正在轉場。(資料照片)

2016年10月27日,長徵五號遙一任務火箭正在進行總裝工作。(資料照片)

  2019年3月10日0時28分,當長徵係列運載火箭在西昌衛星發射中心第300次騰空而起,圓滿完成發射任務,中國航天翻開了新的歷史篇章。

  “長徵火箭歷經了最初的艱苦創業、走向世界,到本世紀初的載人飛行、圓夢奔月,再到近些年的高密度發射、産業化發展等多個發展階段,實現了從無到有,從一箭一星到一箭多星,從發射衛星到發射載人飛船和月球探測器,從現役運載火箭到新一代運載火箭等一係列重大跨越。”中國航天科技集團中國運載火箭技術研究院(下稱“火箭院”)黨委書記李明華説。

  根據規劃,到2020年,長徵係列主流運載火箭將達到國際一流水平,同時面向全球提供多樣化的商業發射服務;2025年前後,可重復使用的亞軌道運載器研制成功,亞軌道太空旅遊成為現實;2030年前後,重型運載火箭將實現首飛,為載人登月提供強大支持,並為火星採樣返回提供充足的運載能力。

  站在“300+”的新起點上,長徵火箭將踏上新的長徵。

  40余年 運載能力提升數十倍

  在北京南四環外的東高地,火箭院坐落于此。作為長徵火箭抓總研制單位,在長徵係列運載火箭累計達300次的發射中,火箭院抓總研制的約佔三分之二,它見證了中國航天事業舉世矚目的崛起。

  1970年4月24日,長徵一號運載火箭在全國人民的期待中起飛,將我國第一顆人造地球衛星“東方紅一號”送入太空,開啟了我國自主進入太空時代的新紀元。

  彼時,我國運載火箭的運載能力是300千克。而到2016年11月3日,長徵五號運載火箭首飛成功,我國運載火箭近地軌道和地球同步軌道的運載能力分別達到了25噸級和14噸級。40多年間,火箭運載能力提升了數十倍。

  1970年,長徵一號運載火箭的首飛也是當年的唯一一次航天發射,而到2018年,長徵係列運載火箭年發射37次,中國航天首次位居國際航天發射數量第一位。

  在火箭院總體設計部大樓裏,記者見到了今年83歲高齡的余夢倫院士。據他回憶,在火箭研制初期,我國還沒有電子計算機,計算主要靠手搖計算機,一般一條彈道要6名計算員花上整整兩個月的時間才能完成。

  1960年,從北京大學計算數學專業提前畢業的余夢倫被分配到彈道組。有一次,余夢倫在摸索彈道設計的過程中遇到了一個極其棘手的技術難題,在近一個月時間裏,他幾乎一刻都沒有離開過那臺手搖計算機。當余夢倫終于完成數據報告時,人們才發現一向清瘦的他,右臂似乎比以前“粗實”了許多——由于不斷轉動計算機搖柄,他的右臂已經腫脹起來。

  回望長徵火箭300余次發射歷程,余夢倫感慨,一次次騰飛與跨越,靠的就是牢牢抓住了自力更生和自主創新的牛鼻子。“火箭院在航天運輸係統等領域持續創新,突破了一係列基礎性、前沿性技術,形成了一大批具有自主知識産權的創新成果,為提升航天整體能力、服務航天強國建設發揮了重要作用。”

  自2015年起,火箭院抓總研制的新一代運載火箭長徵十一號、長徵七號、長徵五號先後成功首飛,提升了我國自主、快速進入空間的能力。

  2016年11月3日,新一代大型運載火箭長徵五號首飛成功,實現了我國運載火箭從中型到大型的跨越,開啟了中國航天大運載時代的大幕;2016年6月25日,首飛成功的新一代中型運載火箭長徵七號,是我國第一枚全數字火箭、第一枚全綠色中型火箭;2015年9月25日,長徵家族首枚固體運載火箭長徵十一號首飛成功,其可在24小時內完成發射準備,是目前國際上發射準備時間最短的火箭之一。

  目前,中國運載火箭具備了布局合理、覆蓋全面、自由進出空間能力,長徵係列運載火箭具備發射低、中、高不同軌道,不同類型載荷的能力,運載能力和入軌精度均處于世界先進水平。

  長徵七號甲、長徵八號等新一代中型運載火箭正在按計劃開展研制工作且進展順利;近地軌道運載能力最大的新一代運載火箭長徵五號乙已進入試樣階段,未來將承擔空間站艙段發射任務;重型運載重大工程實施方案論證全面開展,預計于2030年左右首飛。

  “未來,隨著新一代長徵係列運載火箭的不斷發展,新老火箭將實現全面交替,我國運載火箭水平將再次實現新跨越。”余夢倫説。

  12型火箭 推動基礎工業能力提升

  新中國成立以來,12種不同型號的長徵係列運載火箭先後在火箭院誕生,每一型火箭的跨越與進步,都帶動了我國基礎工業能力的提升。

  長徵三號甲係列火箭總指揮金志強告訴記者,運載火箭研制是一項復雜的係統工程,在設計、生産、試驗等各個環節都要與各行各業發生關聯,在材料、工藝、器件、設備等領域都與我國基礎工業發展密不可分。

  “比如在材料方面,為了提高火箭運載能力,對火箭進行結構減重是最直接而有效的方法,碳纖維復合材料的發展,使得結構減重成為可能;在工藝方面,依靠國內相關工業企業的支撐和協助,我們成功研制生産了我國最大的貯箱高精度全自動大型焊接設備,實現了攪拌摩擦焊技術在火箭貯箱生産中首次應用,使貯箱生産效率和産品質量得到有效保證。”李明華説。

  在長徵五號火箭研制時,數字化制造能力已然開始顯現。工藝與技能人員可以直觀地在三維圖紙中看到火箭的真實面目,每一個螺絲釘所在的位置都清晰可見,大大降低了工作量,減少了操作失誤。如今在航天設計單位,全三維數字化成為基本手段;在航天制造單位,數字化生産已經廣泛推行。這成為我國高端制造業轉型升級的一個縮影。

  “正是在這樣的‘你拉我拽’中,航天事業與我國的基礎工業實現了協調發展。”李明華説,中國航天事業的發展,離不開綜合國力的增強和基礎工業能力的提升,中國航天事業的發展,也推動了相關領域的技術進步和産業升級,中國航天也有責任成為促進國民經濟高質量發展的重要力量。

  環保綠色也是長徵火箭始終致力的方向。作為我國低溫液體火箭探索者,長徵三號甲係列火箭的三子級採取液氫/液氧推進劑,做到了環保無污染。未來幾年,長徵七號甲、長徵八號、長徵九號、新一代載人運載火箭將完成我國運載火箭的整體更新換代,綠色無污染的環保推進劑將成為中國火箭的主流。此外,火箭子級回收的相關技術也在研究之中,對降低發射成本、控制落區安全、節約利用資源具有積極意義。

  48次發射 揚帆出海打造“國家名片”

  伴隨著改革開放的進程,長徵火箭也更加融合開放。截至目前,長徵火箭已完成48次國際商業發射,發射56顆國際商業衛星,並向國際客戶提供17次搭載發射服務,成為一張閃耀世界的“國家名片”。

  1985年10月,中國向世界宣布,長徵係列運載火箭將承攬國際商業發射服務。1990年4月7日,長徵三號火箭成功發射美國休斯公司研制的“亞洲一號”通信衛星,中國航天從此踏入國際商業衛星發射服務市場。

  在與美國休斯公司的談判過程中,為提高長徵火箭運載能力,時任一部總體室副主任黃作義構劃了長二捆火箭的技術方案,並繪制了一張圖紙,在已成功發射10余次的長二丙火箭上捆綁了4個助推,滿足了國際市場發射需求。

  “這張草圖非常經典,先被登在了休斯公司的內刊上,後又發表在美國航空航天雜志上,影響力極大。”曾參與長二捆火箭方案論證的余夢倫甚至認為,“長二捆”的理念影響到了幾十年後大獲成功的美國Space-X公司創始人馬斯克。

  此後,在1990年至1999年的國際商業發射服務中,長徵火箭佔到國際市場份額的7%至9%,與阿裏安、德爾塔、宇宙神、質子號、天頂號等火箭一起成為世界商業發射的主要運載火箭。

  長徵火箭良好的履約能力也是其開拓國際市場的法寶。2017年12月,長徵三號乙運載火箭將阿爾及利亞一號通信衛星成功發射至預定軌道。然而,與以往提前五六個月就明確發射時間不同,此次接到發射計劃時,距離發射時間僅有40天。而此時這枚火箭正在準備其他發射任務,並已接近出廠狀態。新的發射時間指令意味著要在40天時間內對火箭部分軟硬件進行更改,並完成測試、出廠、進駐發射場、調試、發射等一係列任務。這看似不可能完成的任務如何變成現實?

  “40天快速履約的關鍵是火箭去任務化的設計。”金志強透露,與過去“定制化”研制不同,為了提高快速響應能力,現在長三甲係列火箭的硬件在很大程度上都能實現通用,只需要改動衛星支架以及火箭的軟件就能夠適應不同衛星的發射需求。

  中國工程院院士、火箭院長徵係列運載火箭高級顧問龍樂豪表示,實踐證明,長徵火箭與美國、歐洲等國家和地區制造的衛星完全兼容,在發射、服務、技術保密等方面能夠滿足國內外用戶的需求。長徵火箭同時具有高可靠性、履約能力強、保險費率低等優勢,具有較強的市場競爭力。

  近年來,國際商業航天市場炙手可熱,長徵火箭也先後為老撾、白俄羅斯、阿爾及利亞等國提供了國際商業發射服務,火箭的可靠性、適應性、成功率和入軌精度均躋身世界一流行列。

  火箭院依托現有長徵係列火箭400公斤至13500公斤梯度化運載能力,按照“專屬定制發射、定期定軌發射和搭載發射”的“專車、班車和順風車”方式,為用戶提供“一箭一星、一箭多星、一箭多軌”的便捷發射服務。

  李明華表示,目前長徵係列運載火箭正借力國家“一帶一路”倡議和雙邊多邊合作機制,以更加開放的姿態,積極拓展航天應用領域,探索從航天制造、發射、地面到係統應用的全産業鏈“一站式”服務,面向全球提供發射服務、整星出口、技術轉讓與培訓、地面站建設等商業航天一攬子解決方案。

  下一步,長徵火箭還將通過建設地面應用係統、培養航天科技人才,參與運營管理衛星資産等形式為用戶提供整體服務。這種全新模式將極大增強長徵火箭參與國際競爭的能力,成為長徵火箭走向國際化的重要支撐。結合未來航天發展需求,長徵係列主流運載火箭將繼續面向全球提供多樣化的商業發射服務,低成本中型運載火箭長徵八號預計將在2020年首飛,彌補我國現役運載火箭在太陽同步軌道和地球同步軌道發射能力上的空檔。

  三個階段 “重型運載”亮點頻現

  進入新時期,長徵火箭瞄準我國載人航天和月球探測等國家重大戰略需求,肩負起新的歷史使命,踏上新的徵途。

  長徵九號是我國運載能力最大的一型火箭。通過對助推器數量以及芯一級的調整,可以構建近地軌道運載能力50噸至140噸、奔月轉移軌道運載能力15噸至50噸、奔火轉移軌道運載能力12噸至44噸的係列化型譜。按照任務規劃,該火箭預計將于2028年前後實現首飛。

  余夢倫向記者表示,長徵九號運載火箭綜合性能指標達到國際運載火箭的先進水平,研制成功後可以滿足未來較長時期國內深空探測、載人月球探測等國家重大科技活動的任務需求,確保我國在2030年前運載火箭技術邁入世界一流梯隊。

  據火箭院重型運載火箭總設計師張智介紹,我國重型火箭項目將分成三個發展階段。第一階段主要完成係列構型模塊的研制,實現火箭首飛,使我國進入空間的能力達到國際先進水平,滿足火星取樣返回、載人月球探測等重大工程需求;第二階段將進一步完善重型火箭係列化構型,進行應用飛行,同時利用可重復使用技術降低火箭成本;第三階段,我國將研發新材料、新動力等更多新技術,提高火箭的運載能力和技術水平,提升火箭對載人登火、空間太陽能電站等更大規模空間探測任務和基礎設施建設的適應性。

  目前我國重型運載火箭研制取得重大進展,已初步確定運載火箭技術方案和研制能力布局方案,關鍵技術取得實質性進展,為重型運載火箭重大專項任務的立項奠定了理論和技術基礎。

  李明華表示,預計到本世紀中葉,我國進出空間和空間運輸的方式將出現顛覆性變革,在先進運輸係統的支持下,針對太陽係內的行星、小行星、彗星等目標的人機協同探索可以常態化、規模化開展,探索和利用空間進入高速增長期。“到那時,我國航天運輸係統將處于國際領先地位,航天綜合實力位居世界前列,具有強大的國際競爭力、國際影響力和自主創新能力。”(記者 陳寶玖 郭倩)

+1
【糾錯】 責任編輯: 王頔
相關新聞
新聞評論
加載更多
拉薩啟動藏戲演出季
拉薩啟動藏戲演出季
探訪廣西民族博物館
探訪廣西民族博物館
亞洲美食節:“面團的故事”
亞洲美食節:“面團的故事”
貴州丹寨梯田美
貴州丹寨梯田美

010020010010000000000000011107681124515864