由中國(guó)航天科技集團(tuán)所屬中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院抓總研制的長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭(簡(jiǎn)稱“長(zhǎng)三乙火箭”)9日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，成功將亞太6D通信衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。此次發(fā)射，長(zhǎng)三乙火箭“瘦身”成功，運(yùn)載能力從原來的5500公斤提高至5550公斤。
“瘦身”第一步：拿掉1個(gè)補(bǔ)壓氣瓶
據(jù)中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院長(zhǎng)三甲系列火箭總體副主任設(shè)計(jì)師張亦樸介紹，近年來，長(zhǎng)三甲系列火箭(含長(zhǎng)三甲、長(zhǎng)三乙、長(zhǎng)三丙3型火箭)實(shí)現(xiàn)去任務(wù)化設(shè)計(jì)，大大提高了火箭的任務(wù)適應(yīng)性。長(zhǎng)三乙火箭的地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力為5500公斤，但此次發(fā)射的亞太6D通信衛(wèi)星“超重”，該衛(wèi)星重量達(dá)5550公斤。
為了讓衛(wèi)星能夠順利搭乘，設(shè)計(jì)人員專門對(duì)長(zhǎng)三乙火箭進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，幫助火箭“瘦身”，讓火箭自身重量減少50公斤。如此一來，長(zhǎng)三乙火箭的運(yùn)載能力就相應(yīng)提高50公斤，滿足“乘客”需求。
“瘦身”第一步，設(shè)計(jì)人員首先優(yōu)化長(zhǎng)三乙火箭三級(jí)補(bǔ)壓氣瓶的材料和數(shù)量。
補(bǔ)壓氣瓶主要是在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前為貯箱進(jìn)行補(bǔ)壓。以前，火箭三級(jí)共有5個(gè)鈦合金材質(zhì)的氣瓶，設(shè)計(jì)人員經(jīng)過大量數(shù)據(jù)分析、論證，在滿足強(qiáng)度要求和使用需求的情況下，將5個(gè)氣瓶減為4個(gè)氣瓶。同時(shí)，在氣瓶的材質(zhì)上，設(shè)計(jì)人員用復(fù)合材料替代鈦合金材料。拿掉一個(gè)氣瓶后，補(bǔ)壓氣瓶的整體重量變小，火箭成功“瘦身”20公斤。
“瘦身”第二步：貯箱壁板變輕薄
除了在補(bǔ)壓氣瓶上“做文章”，設(shè)計(jì)人員還優(yōu)化了火箭的三級(jí)貯箱結(jié)構(gòu)。三級(jí)貯箱重量對(duì)火箭運(yùn)載能力影響為1：1，換言之，貯箱重量減輕1公斤，火箭運(yùn)載能力就能提高1公斤。
在本次發(fā)射任務(wù)中，長(zhǎng)三乙火箭三級(jí)貯箱壁板采用了兩面光加工工藝，先用數(shù)控龍門壁板銑將壁板兩面銑平，再進(jìn)行化銑加工，使壁板結(jié)構(gòu)尺寸具有良好的一致性。
在保證承載能力的前提下，執(zhí)行本次任務(wù)的長(zhǎng)三乙火箭貯箱對(duì)亞太6D衛(wèi)星進(jìn)行“量體裁衣”。工藝和結(jié)構(gòu)的改變，使得設(shè)計(jì)人員可以為火箭貯箱選用更輕薄的壁板，貯箱重量直降10公斤。
“瘦身”第三步：減掉2層防晃板
在前面兩步“瘦身”的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)人員還把火箭液氫貯箱里的4層環(huán)形防晃板減少為2層。防晃板的作用是抑制貯箱內(nèi)推進(jìn)劑晃動(dòng)，其安裝位置主要根據(jù)火箭發(fā)射軌道確定。軌道不同，氫箱內(nèi)的液位就不同，防晃板的安裝位置也不同。近年來，為提高火箭適應(yīng)性，長(zhǎng)三乙火箭的三級(jí)氫箱內(nèi)共安裝4層環(huán)形防晃板，可滿足所有軌道任務(wù)的需求。
在此次發(fā)射任務(wù)中，設(shè)計(jì)人員根據(jù)亞太6D通信衛(wèi)星的實(shí)際軌道需求，減掉2層防晃板，再次“瘦身”，又讓火箭自身重量下降了20公斤。
“通過這些改進(jìn)，本次長(zhǎng)三乙火箭共減重50公斤，這意味著其運(yùn)載能力直接提高50公斤，達(dá)5550公斤，滿足亞太6D衛(wèi)星搭載需求，這對(duì)長(zhǎng)三乙火箭來說是前所未有的。”張亦樸說。(完)
