小塊頭有大智慧 航天"國家隊"開啟商業(yè)航天新篇章

  8月17日12時11分，捷龍一號遙一運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火升空，成功將3顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，發(fā)射取得圓滿成功。這是捷龍一號運載火箭的首次發(fā)射，標(biāo)志著中國“龍”系列商業(yè)運載火箭從此登上歷史舞臺。

  

捷龍一號火箭點火起飛

  

捷龍一號火箭劃過長空

捷龍一號火箭

  捷龍一號火箭由航天科技集團中國運載火箭研究院抓總研制，為四級固體發(fā)動機串聯(lián)的總體構(gòu)型，全箭總長約19.5米，箭體直徑1.2米，起飛重量約23.1噸，是中國運載火箭研究院商業(yè)模式打造的首枚商業(yè)航天運載火箭。

  

開啟商業(yè)火箭研制新模式

  純商業(yè)模式是指捷龍一號火箭是利用社會資本開展研制生產(chǎn)、促進模式創(chuàng)新的。

  主要體現(xiàn)在兩方面：一是研制經(jīng)費不是來源于國家經(jīng)費，而是面向社會資本融資;二是以往火箭研制過程中基本都是與體制內(nèi)的成熟配套單位合作，該型火箭打破了原有的配套關(guān)系，通過競爭，選擇性價比最優(yōu)的配套單位，提高性能、降低成本。

  目前，捷龍一號火箭的目標(biāo)成本基本可以達到3萬美元/公斤，是世界上單位載荷入軌成本最低的火箭。

  捷龍一號火箭具有“兩高兩快”的特點。高可靠性，捷龍一號火箭依托火箭院雄厚的技術(shù)實力，通過借用成熟型號發(fā)動機及其設(shè)計技術(shù)，可有效控制技術(shù)風(fēng)險，提高可靠性。高性價比，能夠以較低的價格提供較高的性能指標(biāo)?？炻募s，從簽訂合同到履約發(fā)射僅需6個月，比其他現(xiàn)役火箭履約時間短很多?？彀l(fā)射，火箭進場后最短可在24小時內(nèi)完成發(fā)射。

創(chuàng)下15個第一的捷龍一號

  本次發(fā)射的捷龍一號火箭創(chuàng)下了15個第一。

  

總裝中的捷龍一號火箭

  01.我國規(guī)模最小的一型商業(yè)運載火箭

  捷龍一號是我國規(guī)模最小的可運送有效載荷入軌的運載火箭，具有小、快、靈的特點。

  02.我國商業(yè)火箭中運載效率最高

  捷龍一號規(guī)模雖小，但是性能優(yōu)異，能夠?qū)崿F(xiàn)500千米太陽同步軌道200千克的運載能力，在我國商業(yè)固體火箭中運載效率最高。

  03.我國第一型采用衛(wèi)星倒裝布局的運載火箭

  在國內(nèi)首次創(chuàng)新采用了衛(wèi)星倒裝的空間布局形式，給衛(wèi)星提供了完整、規(guī)則的安裝空間。

  04.我國第一型實現(xiàn)衛(wèi)星艙全透波功能的固體運載火箭

  捷龍一號火箭衛(wèi)星艙殼體采用特殊夾層結(jié)構(gòu)，能有效滿足火箭儀器艙以及衛(wèi)星載荷無線設(shè)備的全透波要求。

  05.我國第一型采用液體推進劑預(yù)包裝技術(shù)的商業(yè)運載火箭

  該技術(shù)就類似于提前把礦泉水裝在瓶子里，而不是到了發(fā)射場再進行灌裝，因此，不需要在射前加注推進劑，可以實現(xiàn)快速發(fā)射。

  06.第一型采用低成本化固體發(fā)動機研制方法研制的運載火箭

  在確保高可靠性的前期下，捷龍一號火箭落實低成本化研制理念，優(yōu)化研制流程，縮短研制周期。四級發(fā)動機設(shè)計時采用推進劑配方統(tǒng)型設(shè)計、關(guān)鍵部組件統(tǒng)一化設(shè)計等先進理念，大幅降低研制成本。

  07.我國第一型采用基于“平板舵+RCS”的復(fù)合控制技術(shù)的運載火箭

  火箭采用平板空氣舵和RCS的復(fù)合控制方式，簡化控制方案，降低了火箭成本，同時為分離后的子級落點控制技術(shù)驗證奠定了基礎(chǔ)。

  08.第一型實現(xiàn)大長細比彈性幅相混合控制的運載火箭

  捷龍一號火箭長細比大，整體結(jié)構(gòu)就像“面條”一樣，又細又軟，采用彈性幅相混合控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)火箭穩(wěn)定控制，確?；鸺呔确€(wěn)定飛行。

  09.我國第一型基于多核架構(gòu)開展飛行控制軟件設(shè)計的運載火箭

  就像電腦采用多核處理器以后，運行速度會加快一樣，采用多核架構(gòu)的飛行控制軟件，使飛行控制系統(tǒng)有了獨立的處理器，確保飛行控制系統(tǒng)實時、高效、高可靠運行。

  10.我國第一型采用全耗盡關(guān)機預(yù)測+校正多維能量管理迭代制導(dǎo)方法的運載火箭

  采用該方法，可以快速規(guī)劃出火箭的飛行軌跡，提高入軌精度。

  11.我國第一型采用實時以太網(wǎng)實現(xiàn)箭上總線一體化設(shè)計的運載火箭

  利用高速率以太網(wǎng)通信，通信效率顯著提升。

  12.我國第一型實現(xiàn)集成電氣產(chǎn)品復(fù)合熱控方法的運載火箭

  箭上單機采用高度集成化設(shè)計，一臺單機實現(xiàn)全箭控制和遙測等功能，單機采用復(fù)合集成熱控技術(shù)，保證產(chǎn)品可靠工作。

  13.在商業(yè)航天領(lǐng)域首次采用深度智能化數(shù)據(jù)解析方法實施測試數(shù)據(jù)判讀

  可實現(xiàn)數(shù)據(jù)多維度實時判讀，大幅提升測試效率和數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性。

  

捷龍一號火箭起豎完畢

  14.在商業(yè)航天領(lǐng)域首次采用發(fā)射車實現(xiàn)熱發(fā)射的運載火箭

  采用自行式運載火箭發(fā)射車，可實現(xiàn)運輸過程及射前衛(wèi)星艙等關(guān)鍵部位的保溫，提升了對衛(wèi)星地面環(huán)境的保障能力。

  15.在商業(yè)航天領(lǐng)域首次實現(xiàn)射前自主定位定向能力

  首次實現(xiàn)可復(fù)用全自動瞄準(zhǔn)能力，為火箭低成本快速發(fā)射提供支撐。

  如此眾多的第一次，給火箭研制工作帶來了一系列挑戰(zhàn)。研制團隊打破傳統(tǒng)，自我革新，大膽嘗試應(yīng)用新技術(shù)、新產(chǎn)品、新流程、新配套，積極推動技術(shù)創(chuàng)新和模式創(chuàng)新，實現(xiàn)了“低成本、高可靠，模塊化、產(chǎn)業(yè)化，低保障、易維護”的設(shè)計要求。自2018年2月啟動研制工作，到今日實現(xiàn)首飛，捷龍一號火箭只用了不到18個月的時間，成為中國航天研制周期最短的火箭之一。

2到3年可實現(xiàn)火箭重復(fù)使用 “純商業(yè)化”探索未來可期

  

捷龍一號火箭正在總裝

  無論是商業(yè)航天國家隊的快舟、捷龍、長征十一號，還是中國民營航天企業(yè)的首次入軌發(fā)射及可回收發(fā)射試驗，一段時間以來，中國商業(yè)航天的發(fā)展正在加速前行。

  中國運載火箭研究院下屬中國長征火箭有限公司提出了“讓航天技術(shù)鏈接人類生活”的發(fā)展愿景。這讓一度被認為是“官辦”商業(yè)航天的“國家隊”，真正進入了“純商業(yè)化”的探索新階段。

  “我們既立足中國航天60余年的積累，又打開大門辦商業(yè)航天?！敝袊教炜萍技瘓F有限公司吳燕生董事長指出了新時代中國商業(yè)航天的新變化：“利用社會資本開展研制生產(chǎn)，促進模式創(chuàng)新?！?

  “一家獨大的市場是沒有活力的?！敝袊L征火箭有限公司總裁唐亞剛認為，我們希望有一個多方參與的商業(yè)航天，來促進我們自身的變革和其他航天領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新。

  根據(jù)規(guī)劃，捷龍一號火箭將實施“三步走”戰(zhàn)略：

  第一步,從2018年研制啟動到2019年8月，完成首飛任務(wù)1發(fā)，積極開拓國內(nèi)、國際兩大市場，創(chuàng)新商業(yè)、研發(fā)、運營三種模式;

  第二步,到2020年12月，完成研制批任務(wù)5發(fā)，完成1.4米衛(wèi)星艙方案設(shè)計和飛行驗證，具備在國內(nèi)各主要發(fā)射場實施發(fā)射的能力;

  第三步,從2021年起，進入成熟批任務(wù)階段，為每10發(fā)一批，實現(xiàn)較高的國內(nèi)發(fā)射占有率，打造“捷龍”國際品牌。

  “龍系列”現(xiàn)在初步考慮兩個系列，一個捷龍系列、一個騰龍系列，捷龍系列以商業(yè)固體運載火箭為主，對發(fā)射設(shè)施的依賴度比較低，而且比較靈活。騰龍系列以液體運載火箭為主，運載能力較大。

  7月26日，我國運載火箭首次“柵格舵分離體落區(qū)安全控制技術(shù)”試驗取得成功，為后續(xù)發(fā)展可重復(fù)使用火箭奠定了基礎(chǔ)。

  “我們是不同的技術(shù)途徑、技術(shù)路線都在做，包括垂直起降的、水平起飛返回的?，F(xiàn)在我們已經(jīng)加快了重復(fù)使用技術(shù)的開發(fā)，預(yù)計未來2到3年，就會實現(xiàn)中國火箭重復(fù)使用技術(shù)的應(yīng)用?！敝袊\載火箭研究院所屬中國長征火箭有限公司總裁唐亞剛說。

中國商業(yè)航天的創(chuàng)新“生力軍”

  技術(shù)和模式創(chuàng)新的背后離不開中國運載火箭技術(shù)研究院60余年技術(shù)、數(shù)據(jù)、人才等各方面的積累與沉淀。捷龍一號的探索，打開了一扇窗，讓體制內(nèi)科研院所年輕人的“金點子”能夠更快擁有“試金石”，干一番新事業(yè)的創(chuàng)業(yè)激情讓創(chuàng)新活力一下子就激發(fā)了出來。

  捷龍一號研制團隊以80、90后為主，平均年齡僅31歲。在這支創(chuàng)新“生力軍”中，他們常常用“頭腦風(fēng)暴”擦出解決難題的“火花”，剛剛在創(chuàng)新大賽中嶄露頭角的創(chuàng)意也能直接轉(zhuǎn)化運用到產(chǎn)品上來。

  “作為年輕人，我們總想干一些和以前不一樣的事情。在這里，我們更能放手去拼、大膽去干?！?5后的捷龍一號飛控系統(tǒng)副主任設(shè)計師宋志國說。

  “多年來，我們先后自主研制了12種不同型號的長征系列運載火箭，實現(xiàn)了從無到有，從一箭一星到一箭多星，從發(fā)射衛(wèi)星到發(fā)射載人飛船和月球探測器等一系列重大跨越，我們抓總研制的火箭見證了中國運載火箭發(fā)展的每一步，捷龍將成為中國火箭的新起點?！敝袊\載火箭技術(shù)研究院院長王小軍說。