長三甲火箭發(fā)射破百 再次刷新航天史上新紀(jì)錄
關(guān)鍵技術(shù)先進(jìn)可靠
20多年的60次發(fā)射，長征三號甲系列運載火箭無論從技術(shù)、管理、研制生產(chǎn)能力和各項保障上都發(fā)生了巨大的變化，創(chuàng)造了許多首次，不斷地刷新自身的紀(jì)錄。
為使系列火箭的總體技術(shù)性能達(dá)到國際一流水平，設(shè)計人員在繼承成熟技術(shù)的同時，在設(shè)計中采用了60%-70%的新技術(shù)。其中重要的共108項，重要技術(shù)創(chuàng)新項目22項，重大關(guān)鍵技術(shù)項目四項，即：YF-75氫氧發(fā)動機，是重新設(shè)計用于三級的氫氧發(fā)動機，在研制過程中遇到氫氧渦輪泵端面密封、螺旋管束式大噴管成型工藝多項技術(shù)難題。經(jīng)過艱苦扎實的工作，設(shè)計人員攻克了一道道技術(shù)與工藝難題，發(fā)動機的結(jié)構(gòu)可靠性首飛時已經(jīng)達(dá)到0.97。動調(diào)陀螺四軸平臺的研制成功，是我國將近20年來在火箭慣性器件方面的一大重大突破，是具有里程碑性質(zhì)的成就。冷氦加溫增壓技術(shù)不僅在國內(nèi)是首創(chuàng)的高難技術(shù)，即使在國際上也是屬于僅被美、日等個別工業(yè)發(fā)達(dá)國家所掌握的新、難技術(shù)。低溫氫氣能源雙向搖擺伺服機構(gòu)，采用低溫氫氣氣動機作為伺服機構(gòu)的一次能源這一技術(shù)在國內(nèi)是首創(chuàng)，在國外也未見到先例。
隨著中國探月工程和北斗導(dǎo)航工程的立項研制，長征三號甲系列運載火箭迎來了更大的挑戰(zhàn)。探月工程發(fā)射任務(wù)實現(xiàn)了火箭“零窗口”發(fā)射技術(shù)、“多窗口”發(fā)射技術(shù)、地月轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射技術(shù)等突破，拓展了長征火箭發(fā)射能力，為后續(xù)深空探測打下了堅實基礎(chǔ)。在發(fā)射北斗衛(wèi)星過程中，突破了以MEO中圓轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計、起飛滾轉(zhuǎn)、高空風(fēng)雙向風(fēng)補償、遠(yuǎn)距離測發(fā)控為代表的多項關(guān)鍵技術(shù)，為工程建設(shè)作出了突出貢獻(xiàn)。
長征三號丙火箭是中國獨一無二的非全對稱火箭，2008年4月25日，長征三號丙火箭首飛成功，標(biāo)志著中國突破了非全對稱火箭設(shè)計技術(shù)，使得中國高軌任務(wù)運載能力分布更加合理，實現(xiàn)了長征三號甲系列運載火箭真正的系列化、組合化。
長三甲系列火箭運載入軌精度高、適應(yīng)能力強，其發(fā)射衛(wèi)星的入軌精度達(dá)到世界一流水平�；鸺梢砸患龁涡且部梢砸患嘈前l(fā)射，既可以用于標(biāo)準(zhǔn)地球同步轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射，也可以用于超同步轉(zhuǎn)移軌道或低傾角同步轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射，以及深空探測器發(fā)射，可以滿足衛(wèi)星用戶多種不同使用要求。
龍樂豪介紹，從推進(jìn)技術(shù)來說，長征三號甲系列火箭的三子級采取液氫/液氧推進(jìn)劑，做到了環(huán)保無污染，技術(shù)難度極大，因此它站在世界火箭第一梯隊。正是因為采用了高效的液氫液氧推進(jìn)劑，長三甲系列火箭三子級的比推力也是世界一流的。所謂比推力，就是火箭在單位時間內(nèi)消耗單位推進(jìn)劑，所產(chǎn)生的推力。龍樂豪說：“常規(guī)的四氧化二但/偏而家肼推進(jìn)劑，比推力最高不到280秒，液氧/煤油推進(jìn)劑的比推力也就在300至310之間，而液氧/液氧推進(jìn)劑最高能達(dá)到440秒，高下立見。”衡量一型火箭是否先進(jìn)，還有一個關(guān)鍵的指標(biāo)：有效載荷系數(shù)。通俗地說就是，火箭運送衛(wèi)星的重量除以它的起飛重量，得出的系數(shù)。龍樂豪形象地打了個比方：“就像2個舉重運動員，舉的重量是一樣的，他倆誰的體重更輕，誰就贏了�；鸺彩且粯拥牡览�，同樣的起飛重量，發(fā)射的衛(wèi)星越大，有效載荷系數(shù)越大，火箭就越先進(jìn)。當(dāng)時長三甲的有效載荷系數(shù)是世界上是第三位。”
這些技術(shù)水平為國內(nèi)最高、世界一流，使長三甲系列運載火箭成為集高新技術(shù)于一體的品牌和主推產(chǎn)品。
“三兄弟”合力闖市場
長三甲火箭立項之初的目標(biāo)是實施我國第二代衛(wèi)星通訊工程，然而，以龍樂豪為代表的第一代研制人員卻把目光瞄向了更大的市場，他們計劃在國際發(fā)射服務(wù)市場上大干一場。
“國家1985年就提出，要把長征火箭投入到國際市場，也給我們指明了方向，所以長三甲研制出來后，我們不僅要面向國內(nèi)，還要面向國外。”龍樂豪說。
龍樂豪回憶，長三甲火箭目標(biāo)運載能力是2.5噸，與國際發(fā)射服務(wù)市場還有較大的差距，于是他和伙伴們想到了一個好的技術(shù)途徑：上改下捆，先改后捆。先研制一個基礎(chǔ)型號——長三甲，然后再通過捆綁不同數(shù)量的助推器，使火箭在地球同步軌道的運載能力從2.5噸延伸到5.5噸，形成一個布局合理的火箭“小家族”， 截至目前，長三甲系列火箭家族滿足了國際上大多數(shù)衛(wèi)星的需求。其運載能力在當(dāng)時與美國、歐空局的火箭旗鼓相當(dāng)。
龍樂豪說：“這‘三兄弟’中，‘大哥’長三甲體力最小，‘二哥’長三乙力氣最大，‘三弟’長三丙次之，你想打什么樣的衛(wèi)星，都沒問題。”
長征三號甲系列火箭是長征系列運載火箭高強密度發(fā)射的“主力”，也是我國目前高軌道上發(fā)射次數(shù)最多、成功率最高的火箭系列。截至目前，北斗工程從一期到三期，探月工程從嫦娥一號到嫦娥四號全部由長三甲系列火箭實施發(fā)射，共將43顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星、4顆嫦娥探測器成功送入預(yù)定軌道。
截至2018年12月，長三甲系列火箭已先后承擔(dān)了20多次國際商業(yè)發(fā)射任務(wù)，為多個國家和地區(qū)發(fā)射了衛(wèi)星，全部取得了圓滿成功，其創(chuàng)造的效益占到了院全部國際商業(yè)發(fā)射任務(wù)收入的50%以上。其中，鑫諾一號衛(wèi)星的發(fā)射服務(wù)項目使長三甲系列火箭打開了歐洲市場，首次與法國合作發(fā)射通信衛(wèi)星，實現(xiàn)了與歐洲一流國際公司的接軌。在尼日利亞衛(wèi)星項目中，首次實現(xiàn)了整星出口，首次以在軌交付方式為國際用戶提供宇航系統(tǒng)集成的一攬子服務(wù)，特別是“老撾一號”星發(fā)射任務(wù)，型號隊伍探索了一條從航天制造、發(fā)射、地面到系統(tǒng)應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈的“一站式”服務(wù)之路。
時代在進(jìn)步，技術(shù)在發(fā)展，未來隨著火箭更新?lián)Q代，長三甲系列也終將退出歷史舞臺，衍生出新的型號。龍總堅定地說：“青出于藍(lán)而勝于藍(lán)，相信它的后續(xù)型號一定能夠繼承發(fā)揚長三甲系列的優(yōu)良基因、充分汲取新一代火箭的新成果，從中國的‘金牌’創(chuàng)新發(fā)展成世界‘金牌’，在未來人類飛離地球、移民宇宙的偉大征程中承擔(dān)主導(dǎo)作用。
