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揭秘“长五”升空背后的“亦庄智造”
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3上一篇  下一篇4 2020年01月17日 版面导航 放大 缩小 默认        
航天火箭公司提供300余项配套产品
揭秘“长五”升空背后的“亦庄智造”

 

  2019年12月27日,在文昌航天发射场震天动地的轰鸣中,我国运载能力最大的火箭——长征五号(以下简称“长五”)发射成功。而长五发射成功的幕后英雄正是来自于经开区内的企业航天长征火箭技术有限公司(以下简称“航天火箭公司”),该公司是所有航天院所各单位中为长五配套数量最大的单位,配套产品共计300余项,近2000台套,全程为长五的腾飞“保驾护航”。

  凭借创新攻克技术难题

  作为我国第一家在航天飞行器飞行过程中应用光纤准分布式传感技术的单位,航天火箭公司提供的光纤传感技术已为我国多型飞行器提供了健康监测服务,为飞行器结构压力变化,结构变形,温度场、应变场测量提供了精确数据和测量保障。

  在长五发射任务中, 航天火箭公司创新性采用光纤传感技术对箭上管路固定结构等进行了从安装、调试、拆卸、复装、运输、飞行过程的多参量全周期规模化健康监测。该技术充分考虑低温工况、结构弹性特征、狭小空间、大冲击强振动等特点,突破柔性结构设计、宽温区温度补偿、安装路径复杂、高集成度终端抗大冲击等难题,并采用自动化生产,开发出具有柔性小体积、准分布式场测量、标准化程度高、适合规模化大曲率结构安装、抗电磁干扰等优点的产品。该产品可实时反映结构体应变场和温度场变化,为箭上舱体结构和管路结构安全性和健康性提供了判断依据,也为箭上规模化全周期结构健康监测提供了示范。

  而长五相控阵天线则完全由航天火箭公司自主设计、自主配套、自主生产,该相控阵天线是在继承和发扬长征系列运载火箭20多发成功发射的箭载相控阵天线基础上,充分考虑海南发射场气候环境,并针对长五本身推力大等新特点,对相控阵天线产品进行了优化完善,提升了产品的环境适应性和可靠性。航天火箭公司拥有该产品完全的知识产权,天线产品的核心器件全部实现国产化,产品自主可控。从设计到生产,均采用全三维数字平台;调试和各项环境试验,均采用自主搭建的自动化测试平台,提升了产品的研制效率,标志着我国运载火箭及配套产品迈入了全生命周期数字化的大门。

  为飞行配备“神器”

  作为传感器、变换器产品的主力配套单位,航天火箭公司为长五火箭配套两器产品1000多台,涉及火箭液位、压力、流量、位移、温度、热流、振动、过载、噪声等各类参数。这些两器产品遍布全箭,就仿佛火箭的眼睛和耳朵一样,清晰准确地监视和记录着箭上各个系统和部位各种参数的状态,其测量结果被用于动力系统射前监测、发动机启动条件判据、控制系统关机、飞行过程中箭上工作状况评估等。

  部分两器产品在整个任务中发挥着重要作用,譬如,发动机泵壳温度参数测量是射前发动机预冷良好的关键判据,数字压力传感器参数是射前贮箱是否增压好的关键判据。本次遥三火箭首次采用了浸入式超低温薄膜压力传感器,用于火箭发动机推进剂输送管压力的直接测量,实现飞行过程中动力系统状态监测,测试环境为液氢/液氧环境。该类超低温环境,对压力测量提出了极高的挑战,目前国内仅航天火箭公司能够研制满足该超低温环境的压力传感器产品。液位传感器完成射前加注液位监控和测量,其工作可靠性直接影响到火箭能否准时发射。在火箭飞行中,液位产品承担了利用液位测量及耗尽关机液位测量等任务,产品可靠性直接影响到飞行任务成败。

  在为长五火箭研制的众多两器产品中,近半数是专为满足本型号的特殊需求而设计的,尤其是其中的液位、温度、压力、流量类产品。作为新一代运载火箭,其最大的特点是采用了新型的液氧煤油发动机和液氢液氧发动机,与此相适应,火箭存在大量的低温条件下液位和温度的测量需求,以及高温增压环境测量需求。为了满足上述需求,航天火箭公司在产品研制过程中,集中力量进行了一系列的技术攻关和验证试验,确保了产品的可靠性。

  搭建数据传输高速路

  航天火箭公司为长五运载火箭测量系统配套的高码率天地基遥测设备数据综合器、S波段功放单元、数据采编单元、箭载S频段天基测控设备及信道单元等产品,用于火箭测量系统飞行遥测参数获取,为火箭飞行状态确认提供重要数据。

  其中,天基测控设备应用的技术是一种依托于天链中继卫星作为测控信息的转发通道进行高覆盖率测控及数据传输的技术,具有测控覆盖范围广、测控数据传输实时性强等优点,通过天基测控手段可以减少陆海基测控盲区,减轻陆海基测控站负荷。

  高码率调频遥测设备先后突破了多项关键技术,大幅提升了遥测系统的信息传输能力,有效解决目前遥测系统大容量数据传输的瓶颈,在长五运载火箭和地面测控网之间架设了一条“信息高速公路”,为满足长五运载火箭高精度测量、可视化发射提供了有力保障。

  “今天介绍的只是长五保障中的一部分,实际上在这个任务中,我们项目团队做了大量的工作。”公司相关负责人表示,未来,公司还将在技术创新上孜孜以求,为航天强国建设再立新功。 

  通讯员 卓维

 
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