「神箭」技術大革新 首用「馮卡門」曲線


  圖:馮·卡門(右)和他的得意門生錢學森      網上圖片

  九月二十一日,「天宮一號」及長征二號F型運載火箭組合體轉運至發射區,這也是實施本次空間交會對接任務的器箭組合體首次整體亮相。針對火箭技術狀態的大量改變,有航天業內人士對大公報指出,「名字雖然延續,但這已是一枚全新的火箭。」這枚被外界稱為「長二F改」的火箭,最明顯的特徵就是整流罩設計研製是國內首次採用的「馮卡門」曲線。  【本報記者賈磊北京二十三日電】

  七送神舟飛天的長二F火箭一直享有「神箭」的美譽,它是在長征二號捆綁式運載火箭的基礎上,按照發射載人飛船的要求,以提高可靠性確保安全性為目標研製的運載火箭,可靠性評估值達到0.98。火箭由四個液體助推器、芯一級火箭、芯二級火箭、整流罩和逃逸塔組成,是目前中國所有運載火箭中起飛質量最大、長度最長的火箭。

  整流罩氣阻更小

  與以往長二F型火箭相比,「長二F」改進型火箭已有約一百七十項技術狀態更改,其中重大更改三十八項。從外形上的最大改變集中在「頭部」,由於「天宮一號」不載人,取消了為航天員安全所設計的逃逸塔系統;又由於「天宮一號」的體積超過以往發射的神舟飛船,整流罩的長度、直徑都有所增加。

  有網民在看到器箭組合體後評價整流罩「十分漂亮」。據介紹,改進型長二F的外形頭錐曲線採用的是氣阻更小的「馮卡門」曲線,「過去整流罩製造過程中展開是一個平面,按『馮卡門』曲線製造的整流罩展開是立體的,這也表明航天製造工藝水平的提高。」業內人士稱。同時,四個液體助推器的橢圓底改成錐形底,增加燃料容積量,可增加大約500公斤的推力。

  制導適應性更強

  「長二F改」頭部以下的部分,外形上沒有太大變化,但內部構造也發生了重大改變,其中最重要的改變在於制導方式。制導方式是指導引和控制飛行器按一定規律飛向目標或預定軌道的技術和方法。

  載人航天工程火箭系統總設計師荊木春曾對媒體表示,「長二F」改進型的技術參數包括所有設計圖紙都要全部更換,火箭對慣性測量系統重新進行了可靠性設計,採用新的制導控制方案,電子設備也將實現更新換代。

  據了解,目前中國的空間發射都採用液體運載火箭,其制導控制都採用基於標準彈道的攝動制導方式,這種方式只能較好地滿足一個入軌條件。隨着空間發射任務的多樣化和複雜化,對運載火箭的飛行控制要求越來越高,採用迭代制導方法控制精度更高,適應能力更強,火箭的入軌精度將提高一個量級。