全身黑科技 “胖五”打赢翻身仗

 冠军国际官网     |      2019-12-29 18:48
       第2次发射失利坠入至暗时间 从头再来第三次发射迎来重生
 
  全身黑科技 “胖五”打赢翻身仗
 
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  12月27日,我国文昌航天发射场。
 
  距离海滨约800米的发射平台上,长征五号运载火箭白色箭体上,美丽的五星红旗分外夺目。有20层楼高的火箭笔直站在那里,直指苍穹。
 
  240多项要害技能打破、15000余秒要害技能实验、900多个日夜的磨炼、10余万航天人的据守……被称为“胖五”的我国“最强火箭”长征五号迎来重生时间,满意结束第三次发射使命。
 
  30年追梦
 
  长五二次发射时曾被浇得“透心凉”
 
  进入21世纪,国际首要航天国家均推出了新一代运载火箭,进入太空的需求与才调铢积寸累。美国的国际神5、德尔塔4、猎鹰重型火箭,欧洲的阿里安5火箭,都是这一赛道的“分量级选手”。
 
  早在20世纪80年代中期,专家们就开端生动呼吁国家研发运用液氧火油环保推动剂的运载火箭。
 
  2006年,国家正式立项研发长征五号新一代大推力运载火箭,经过10年攻坚,长征五号于2016年结束首飞。
 
  但是,在第2次发射使命中,长征五号经历了至暗时间。当火箭发射升空后,当人们还沉浸在振奋与激动之中……第346秒,长征五号芯一级液氢液氧发动机突发缺陷,发动机推力瞬时大幅下降,发射使命宣告失利!“当我们正要迈向更强的路上,被一盆冰水浇得‘透心凉’。”我国航天科技集团长征五号火箭总指挥王珏回想其时的感觉,真有一种“天要塌了的主见”。
 
  走出至暗时
 
  “万人一杆枪”打赢“翻身仗”
 
  “航天归零”——我国航天人应对许多凌乱困难和应战的法宝之一,便是“从头开端、从头再来”,用严慎细实的心情和一丝不苟的风格面临困难和弯曲。
 
  王珏奉告记者,在归零过程中,经过建立“缺陷树”,“胖五”研发团队对50多个或许构成推力下降的事情进行了逐个的排查,从长征五号第二发失利到第三发成功,累计进行了40余次、15000余秒要害技能实验,总计跨越20000余次各种地上实验,只为磨炼出一枚更强健、更健康的“胖五”。
 
  2019年4月4日,长征五号第三发火箭的总装作业进入到最后阶段,一台用于后续使命的芯一级氢氧发动机在实验数据剖析过程中出现异常。研发人员经过“蛛丝马迹”,顺藤摸瓜找到问题“症结”。
 
  发生这一情况后,我国航天科技集团一院党委书记李明华临危受命,担任长征五号火箭“第一总指挥”。在我国航天史上,只需当使命面临巨大应战时,才会增设这一岗位。
 
  李明华和搭档们重复研讨比较,毕竟选择进行部分改进,一同安排全国优势资源联合攻关,其间既有清华、北航、北理工等高校的研讨资源,也有航空、船舶等领域的院士专家,我们齐心协力再攻关。
 
  问题少一个,胜算多一分。在文昌航天发射场,使命失利后,“跨越最高规范”成为发射场全线的质量新目标。“长征五号火箭在飞翔过程中要结束的动作总共有2000多项,其间任何一个出现问题,都会对火箭飞翔构成严重影响,乃至构成发射失利。我们只需做到完美,才调安定面临。”李明华说。
 
  “颗颗螺钉连着航天作业,小小细节决定使命胜败。”我国航天科技集团五院技能参谋、“公民科学家”叶培建院士曾直言,航天是一项“10000-1=0”的作业,“万人一杆枪”是航天作业的真实写照。
 
  全身黑科技
 
  国内翻开面积最大、翼展最长的太阳翼
 
  许多人都把太阳翼比作卫星的“翅膀”,不过它的作用可不是用来飞翔,而是为卫星供应动力。
 
  实践二十号卫星身躯巨大,它的“翅膀”是我国迄今为止面积最大、翼展最长、翻开方法最凌乱的太阳翼,双翼翻开比波音737飞机的翼展还要宽10米。虽然这双“翅膀”十分巨大,但是却“身轻如燕”。
 
  太阳翼面积的大大添加,就能带来连绵不断的超强电流供应,让实践二十号卫星一贯具有充沛体力,为更多的小伙伴供应广播电视服务、移动通讯服务等。
 
  “小关节”力气大和“大心脏”质量高
 
  实践二十号卫星巨大的太阳翼虽然不能像翅膀相同上下挥舞,但是可以低速翻滚,保证一贯朝向太阳,然后最大极限地获取太阳能。而带动太阳翼翻滚的则是一个“小关节”——太阳翼驱动安排。
 
  别看太阳翼驱动安排个头娇小,却是一个耐冷耐热耐冲击的“大力士”,它能轻轻松松接受巨型太阳翼翻开带来的冲击载荷,驱动百来斤的质量翻滚也不在话下。
 
  实践二十号卫星巨大的太阳翼可以供应超强电流。怎样让这些电流既不过大也不过小,并且能听话地流到卫星每一个角落,坚持卫星的健康作业呢?为此,研发人员为卫星装备了一颗“大心脏”——国内功率最大的电源控制器。与第一代电源控制器比较,它在功率增大3倍以上、功率密度行进2.5倍的情况下,分量却只添加了40%。
 
  在天地间架起信息传输高速公路
 
  跟着卫星互联网业务的添加,用户关于大容量通讯卫星的需求越来越火急。实践二十号卫星搭载的由航天科技集团五院研发的甚高通量通讯载荷,涵盖了Q/V频段载荷、宽带柔性转发器等。
 
  “行进卫星通讯容量首要方法在于行进可用频段带宽。假定把间断轨迹比作太空中的一条高速公路,那么这条高速公路是全部太空高速公路上最为拥堵的。而运用Q/V频段相当于把这条高速公路拓宽了4-5倍。”我国航天科技集团五院实践二十号卫星总设计师李峰说。
 
  激光高速通讯从梦想照进实践
 
  激光通讯是天基信息网上的主干节点及导航卫星组网工作的重要方法,近年来一贯是航天领域研讨的一个热点问题。
 
  实践二十号卫星搭载了五院研发的激光终端,将结束在轨的星地通讯,经过双通道信号传输,可以结束10G左右的通讯容量,比较于传统的微波通讯,结束了指数级的添加。
 
  比较于现在在轨运用的单一体系的激光终端,实践二十号卫星搭载了三种体系的激光终端,将进行长时间的星地通讯验证,为后续不同体系的激光终端的研发堆集许多的在轨数据,为这项“黑科技”在空间站等未来航天器上的运用奠定根底。
 
  “混合推动”让卫星飞翔更安稳、更精准
 
  跟着科技行进和对环保的重视,许多人在买轿车时都喜欢选购油电混合动力轿车,兼具汽油发动机和电池发动机的两层优势。实践二十号卫星选用的正是这样一套混合推动体系,由化学推动和电推动供应混合动力,相当于卫星里的 “油电混动轿车”。
 
  化学推动力气大,功率低,适宜快速变轨和调整卫星姿态,尽快将卫星送入既定作业轨迹;电推动力气小,但推力精度高、功率高,适宜在轨长时间精确轨迹调整。实践二十号卫星的化学推动体系运用了最新的板式贮箱、超声波流量计、高精度压力传感器和热容法等产品和技能,结束了对燃料的精确丈量和处理,保证一滴推动剂都不糟蹋。
 
  “降温神器”可翻开式热辐射器
 
  实践二十号卫星尺度大、体积大、分量大、功耗大,发生的热量多,假定不及时散热,就或许“上火”,构成各种设备失效然后无法正常作业。怎样办?研发人员为它预备了一个“降温神器”——依据单相流体回路的可翻开式热辐射器。
 
  专家介绍,这个“神器”在“胖五”发射时,紧紧收拢在卫星内壁上,一旦卫星精确入轨,它就会主动解锁并向外翻开。“形象地说,就像小狗热了吐出个舌头相同,这扇特别的窗户就相当于卫星的舌头。”
 
  此次随实践二十号卫星搭载飞翔成功,证明了这个“神器”可以有用处理航天器功耗增大和散热面积短少的敌对,为我国未来万瓦级卫星平台的研发供应了有力的支撑。