#长征六号# “五个第一”推动我国新一代运载火箭再升级
2021年11月5日10时19分,长征六号遥八运载火箭在太原卫星发射中心点火升空,发射任务取得圆满成功。这是长征六号运载火箭02批的首次飞行试验,任务的圆满成功也为今年的长六型号发射画上了圆满的句号。
为适应当下航天领域高密度发射的态势,长六型号在充分继承01批火箭各项创新技术的基础上,开展了02批火箭的研制生产工作。实施了单十表光纤捷联惯组、64位箭机应用、全自主对准技术、锂电池及箭上自主配电应用、增压输送系统多层补偿器及减压器可靠性提升等多项技术更新升级,其中多项技术国内首创。
#国内第一枚全锂电自主配电火箭#
长征六号遥八火箭采用全箭锂离子电池供电技术,通过配备3台锂离子电池组实现箭上在线充电,这是我国在长征系列运载火箭领域的首次应用。与01批采用的锌银电池相比,锂离子电池具有长循环寿命,能够参与全箭出厂测试,提高全箭对箭上电池的测试覆盖性。同时,锂离子电池使用方便,装箭后不需要反复拆装,可以减少在靶场的操作项目,提高运载火箭对箭上电池的快速响应使用要求。另外,在锂离子电池组内部还设置了热敏电阻,可以直接检测到电池组内部温度,通过读取温度数据实现地面设备控制通断,提高了箭上电池产品的使用可靠性。
配置了自主可控的“超级电站”,如何进行高效智慧的用电?长征六号的“配电大脑”实现了首次箭上自主配电技术的突破。“配电大脑”不但可以根据地面主控计算机的指令完成箭上供电转电的控制,还可以实现箭上供电电压参数、配电状态参数及电池温度等重要数据的采集。通过采用该技术后,极大地简化了箭地接口以及地面测发控和测量系统结构,减轻箭上设备电缆重量,进一步提高了火箭的运载能力。
#国内第一枚箭上自主瞄准定向火箭#
遥八火箭首次采用了全自主对准技术,成功炼就长六火箭“火眼金睛”。传统运载火箭通常采用“水平自对准+方位光瞄”的对准形式,即采用惯组敏感器件的输出自动解算出水平方向的初始姿态角,而方位姿态采用光学瞄准获得。
随着惯性器件精度的提高,型号提出全自主对准的方案,长征六号02批火箭研制伊始,就致力于对全自主对准技术进行关键技术攻关,在研究和吸收国外先进捷联惯组全自主对准算法的基础上,经过大量的数学仿真和地面试验,以及多发火箭实测数据分析,确定了全自主对准的方案和设计参数。长征六号 02批首飞箭遥八上成功实现了我国运载火箭初始对准由光学瞄准升级到智能全自主对准,在不依赖任何地面设备的前提下即可实现角分级自动寻北,“箭指何方”由需要“别人指路”升级到全自主定向,简化靶场流程。
#国内第一枚采用单十表光纤捷联火箭#
作为运载火箭控制系统里唯一高精度惯性测量组合,“全冗余可重构十表光纤陀螺捷联惯性测量组合”在长征六号02批的首次应用,标志着运载火箭控制系统单十表状态的全自主对准、故障冗余重构等关键技术圆满完成了首次飞行验证考核。
相比于01批火箭控制系统的双八表捷联,单十表采用最新的表头冗余可重构技术,是控制系统技术创新和冗余的关键,在保证控制系统可靠性的前提下,控制系统少配置了一台惯组,在降低研制成本和简化靶场操作基础上,火箭的运载能力还有20kg的提升。
值得一提的是,十表可靠性相比八表提升了一个数量级,单表精度提升了5倍多,控制系统的成本节省了20%以上,大大提高了长六火箭在商业航天市场上的竞争力。同时,十表光纤惯组作为新一代型谱通用化产品,具备多种对外输出接口,适用于长征系列和商业运载等多个型号,后续可进行全面统型推广应用。
#国内第一枚采用64位箭机的火箭#
结合型号未来长时导航的运算精度需求,提前开展技术更新迭代,长六型号自主研制了新型64位箭机并成功应用于02批遥八火箭。64位箭机可消除运算截断误差,可有效提高长时导航的结果精度,从百米级进一步达到十米级。且新一代箭机算力性能大幅提升,可以应对未来各类算法更新的需求。
作为火箭的“中枢大脑”,成功用上了“中国芯”,系统稳定性得到了显著提升。在箭机更新的同时,其运行的飞行程序软件也进行了大幅升级,可适配十表惯组、自对准等新型控制技术,自身也通过最大化设计以及灵活、可靠的数据结构,实现了对不同任务状态、不同制导方式的兼容,64位箭机和新飞控软件经过长六遥八的首飞成功,使长六型号顺利迈入了2.0时代。
#第一款实现一年四发的新一代液体火箭#
长征六号运载火箭作为八院抓总研制的新一代运载火箭,自2015年首飞以来已6个年头。随着商业发射需求的进一步增加,发射任务从最初的2年1发到今年的1年4发,为此,长征六号从生产测试去任务化、出厂质量确认制、靶场工作质量确认制等为抓手,全面提升管理效率,率先实现我国新一代液体运载火箭一年四次发射。
为了适应高密度发射,型号从两年前就开始从去任务化上着手布局,对软、硬件进行了一系列改进。如控制系统采用通用化飞行软件进行测试,中继天线位置适应不同射向,通用电缆和任务专用电缆分开投产等。通过这些改进,实现了火箭总测前的生产测试与具体卫星任务完全剥离,提高了产品周转效率。
持续开展总装及靶场操作细则和规程的细化量化工作,针对靶场星箭水平对接、全箭上整体运输车、全箭转场起竖等涉及多系统的联合操作,编制专项工艺文件,进一步提高操作效率和操作质量。
为了更加低成本、快速和可靠地进入空间,长征六号02批火箭在汲取国内外技术发展动态的基础上,大胆创新,多项技术国内首创,长征六号02批火箭的首飞成功,对八院运载火箭电气技术的升级具有里程碑式的意义。
作为第一个全面试点“质量确认制”的型号,长征六号将产品研制质量控制重心前移,注重过程质量记录和确认,通过过程数据量化、表格化,减少了重复的复查、大篇幅的出厂报告,首次在火箭出厂审查环节实现“质量确认制”。同时,型号在发射场全面推行电子质量确认制,运用运载火箭发射场数字化管理系统,采用无纸化的形式对各项过程数据进行记录,提高了工作效率和质量。
(来源:上海航天 作者:李军 周恒保 桂亮)

#长征六号# “五个第一”推动我国新一代运载火箭再升级
2021年11月5日10时19分,长征六号遥八运载火箭在太原卫星发射中心点火升空,发射任务取得圆满成功。这是长征六号运载火箭02批的首次飞行试验,任务的圆满成功也为今年的长六型号发射画上了圆满的句号。
为适应当下航天领域高密度发射的态势,长六型号在充分继承01批火箭各项创新技术的基础上,开展了02批火箭的研制生产工作。实施了单十表光纤捷联惯组、64位箭机应用、全自主对准技术、锂电池及箭上自主配电应用、增压输送系统多层补偿器及减压器可靠性提升等多项技术更新升级,其中多项技术国内首创。
#国内第一枚全锂电自主配电火箭#
长征六号遥八火箭采用全箭锂离子电池供电技术,通过配备3台锂离子电池组实现箭上在线充电,这是我国在长征系列运载火箭领域的首次应用。与01批采用的锌银电池相比,锂离子电池具有长循环寿命,能够参与全箭出厂测试,提高全箭对箭上电池的测试覆盖性。同时,锂离子电池使用方便,装箭后不需要反复拆装,可以减少在靶场的操作项目,提高运载火箭对箭上电池的快速响应使用要求。另外,在锂离子电池组内部还设置了热敏电阻,可以直接检测到电池组内部温度,通过读取温度数据实现地面设备控制通断,提高了箭上电池产品的使用可靠性。
配置了自主可控的“超级电站”,如何进行高效智慧的用电?长征六号的“配电大脑”实现了首次箭上自主配电技术的突破。“配电大脑”不但可以根据地面主控计算机的指令完成箭上供电转电的控制,还可以实现箭上供电电压参数、配电状态参数及电池温度等重要数据的采集。通过采用该技术后,极大地简化了箭地接口以及地面测发控和测量系统结构,减轻箭上设备电缆重量,进一步提高了火箭的运载能力。
#国内第一枚箭上自主瞄准定向火箭#
遥八火箭首次采用了全自主对准技术,成功炼就长六火箭“火眼金睛”。传统运载火箭通常采用“水平自对准+方位光瞄”的对准形式,即采用惯组敏感器件的输出自动解算出水平方向的初始姿态角,而方位姿态采用光学瞄准获得。
随着惯性器件精度的提高,型号提出全自主对准的方案,长征六号02批火箭研制伊始,就致力于对全自主对准技术进行关键技术攻关,在研究和吸收国外先进捷联惯组全自主对准算法的基础上,经过大量的数学仿真和地面试验,以及多发火箭实测数据分析,确定了全自主对准的方案和设计参数。长征六号 02批首飞箭遥八上成功实现了我国运载火箭初始对准由光学瞄准升级到智能全自主对准,在不依赖任何地面设备的前提下即可实现角分级自动寻北,“箭指何方”由需要“别人指路”升级到全自主定向,简化靶场流程。
#国内第一枚采用单十表光纤捷联火箭#
作为运载火箭控制系统里唯一高精度惯性测量组合,“全冗余可重构十表光纤陀螺捷联惯性测量组合”在长征六号02批的首次应用,标志着运载火箭控制系统单十表状态的全自主对准、故障冗余重构等关键技术圆满完成了首次飞行验证考核。
相比于01批火箭控制系统的双八表捷联,单十表采用最新的表头冗余可重构技术,是控制系统技术创新和冗余的关键,在保证控制系统可靠性的前提下,控制系统少配置了一台惯组,在降低研制成本和简化靶场操作基础上,火箭的运载能力还有20kg的提升。
值得一提的是,十表可靠性相比八表提升了一个数量级,单表精度提升了5倍多,控制系统的成本节省了20%以上,大大提高了长六火箭在商业航天市场上的竞争力。同时,十表光纤惯组作为新一代型谱通用化产品,具备多种对外输出接口,适用于长征系列和商业运载等多个型号,后续可进行全面统型推广应用。
#国内第一枚采用64位箭机的火箭#
结合型号未来长时导航的运算精度需求,提前开展技术更新迭代,长六型号自主研制了新型64位箭机并成功应用于02批遥八火箭。64位箭机可消除运算截断误差,可有效提高长时导航的结果精度,从百米级进一步达到十米级。且新一代箭机算力性能大幅提升,可以应对未来各类算法更新的需求。
作为火箭的“中枢大脑”,成功用上了“中国芯”,系统稳定性得到了显著提升。在箭机更新的同时,其运行的飞行程序软件也进行了大幅升级,可适配十表惯组、自对准等新型控制技术,自身也通过最大化设计以及灵活、可靠的数据结构,实现了对不同任务状态、不同制导方式的兼容,64位箭机和新飞控软件经过长六遥八的首飞成功,使长六型号顺利迈入了2.0时代。
#第一款实现一年四发的新一代液体火箭#
长征六号运载火箭作为八院抓总研制的新一代运载火箭,自2015年首飞以来已6个年头。随着商业发射需求的进一步增加,发射任务从最初的2年1发到今年的1年4发,为此,长征六号从生产测试去任务化、出厂质量确认制、靶场工作质量确认制等为抓手,全面提升管理效率,率先实现我国新一代液体运载火箭一年四次发射。
为了适应高密度发射,型号从两年前就开始从去任务化上着手布局,对软、硬件进行了一系列改进。如控制系统采用通用化飞行软件进行测试,中继天线位置适应不同射向,通用电缆和任务专用电缆分开投产等。通过这些改进,实现了火箭总测前的生产测试与具体卫星任务完全剥离,提高了产品周转效率。
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