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炒股期货配资 新年海上首发!商业航天奔星辰

发布日期:2024-07-31 08:52    点击次数:203

  ,山东海阳东方航天港,黄海海面平静。距离引力一号商业运载火箭发射还有几个小时,来自全国各地的航天爱好者们已聚集在连理岛上炒股期货配资,这是实施近岸发射时的最佳观景点。

  13时30分,海天对岸的发射船上,火光一闪,烟雾升腾,引力一号升空!随后传来了固体火箭发射的巨大轰鸣声。十余分钟后,现场传来喜讯,3颗卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。

  本次发射是引力一号商业运载火箭的首飞,一举刷新了多个纪录:全球固体火箭中运力第一、国内民营商业火箭中运力第一、国内民营商业火箭中整流罩空间最大;而在设计上,引力一号是全球首个海上发射的捆绑式火箭,也是国内首款“固—固”捆绑火箭。

  引力一号此次首飞即采用难度较高的海上发射,全面检验了捆绑式运载火箭构型下固体发动机的强适应、高可靠和易用性,标志着我国固体运载火箭自主创新取得重大进展,进一步丰富了我国运载火箭型谱。

  ●南方日报记者徐勉王诗堃发自山东海阳后方联动贺达源

  全固体捆绑

  突破固体火箭运力瓶颈

  火箭在海上发射,高度不能太高。

  我国目前能够实施海上发射的捷龙三号火箭高31.8米,长征十一号、谷神星一号的高度都在20米左右,属于小型火箭。而引力一号高30米,能够以小型火箭的箭高实现中型火箭的运载能力,关键在于捆绑了4个助推器。

  引力一号的芯级和助推器均采用了固体燃料,这种“固—固”捆绑的设计,属于国内首型。

  东方空间联席CEO、引力一号总设计师兼总指挥布向伟表示,引力一号突破了固体火箭运力的瓶颈。原本认为固体火箭就是2-2.5吨的运力,国外的固体火箭运力都不超过这个瓶颈;但是通过固体捆固体的模式,可以把固体火箭的运力上限进一步上探,“上到4吨甚至更大,这是一种新的解决途径”。

  但是增加4个助推器并不简单。在国内民营商业火箭中,此前发射成功的都是“光杆”的构型。多捆绑了4个助推器,设计复杂度、专业耦合度更高,对系统协同能力的要求也更高:由于助推分离高度低,火箭飞行过程中会受到更严酷的气动影响,需要气动、载荷、控制、分离等专业深度耦合设计;此外,固体发动机只能耗尽关机且不同发动机工作不同步,在几百毫秒的分离过程中控制力和全箭参数剧烈变化,也给稳定控制以及可靠分离带来巨大挑战。

  “引力一号作为一型中型捆绑运载火箭,在专业耦合程度、大型壳段生产乃至日常使用流程及保障方面,都与小型火箭差异巨大。”布向伟说:“通过飞行时序优化,解决固体助推器不同步导致的分离难题,有效保证助推分离过程及控制的可靠性;通过构型优化,大幅降低‘三垂发射’模式保障要求,提高地面使用过程的可靠性和安全性。”

  在该型火箭的3年研发时间中,研制团队攻克了四大关键技术群、17项关键技术,开展了23项大型地面试验、489项单项试验、1452次试验迭代,涵盖了各级分离试验、各结构件静力试验、固体发动机试车试验、全箭控制系统半实物仿真试验等,创新了火箭全尺寸模态试验,有效完善了动力学模型,将各种问题解决在地面,同时也探索了一条快速迭代路径,在效率和成功间找到平衡。

  此外,作为首个海上发射的捆绑构型火箭,引力一号创新采用了适应公路运输(传统为铁轨运输)的灵活机动的垂直转运模式,扩充了我国中型运载火箭海上机动发射能力,进一步丰富了我国火箭海上发射支持技术和能力,这也为后续更大体积和重量的液体运载火箭海上发射、海上回收提供了良好的借鉴和参考。

  大运力大空间

  扩充我国商业发射能力

  “运载能力”是火箭的关键指标,决定了这款火箭是一条进入太空的“通天大道”还是一条“羊肠小道”。引力一号刷新了全球运力最大固体运载火箭、国内运力最大民营商业火箭纪录。其近地轨道运载能力6.5吨,500公里太阳同步轨道4.2吨的运载能力,正是瞄准目前中低轨卫星星座组网发射的运力需求。

  这意味着,引力不仅可以支持百公斤级卫星的“一箭30星”,实现“一箭一轨”或“一箭半轨”发射,助力星座组网工作的高效推进,甚至可以发射三四吨重量的小型货运飞船、超大型卫星等。

  “目前主流卫星星座单颗卫星重量大都在200-300公斤,必须4吨以上运载能力的火箭才能实现一次布置半个或一个轨道的批量发射,实现高效组网。因此东方空间成立之初,就瞄准3年研制一款4吨左右运力中型火箭的目标,短期内形成规模化发射能力。”东方空间联席CEO姚颂介绍。

  除了“力气大”,引力一号的装载空间也大,能够容纳更大体积的载荷。火箭顶部配备了直径4.2米、高9.3米的整流罩,与我国用于空间站运输的长征七号载货方案整流罩直径相当,是目前国内商业航天最大的一款整流罩,可以容纳更多、体积更大的卫星。

  “一站式”发射

  5公里内实现从总装到发射

  在山东海阳东方航天港,东方空间火箭总装厂房距海边仅2.6公里,显然,引力一号从布局之初就瞄准了海上发射。

  “海上发射是近期最有可能实现高频发射的途径。”布向伟说,国内发射场工位数有限,因此想通过海上发射的模式来突破工位的限制。“酒泉、太原、文昌、西昌四大发射场,总共大概只有11个工位,能给商业航天用的工位资源就更少了。”布向伟说,“酒泉近期将新建一些商业工位的资源,但大型火箭比如说(直径)3.8米、4.2米甚至5米以上的火箭几乎很难到达,公路铁路都运不过去。”海边的文昌虽然不存在运输限制,但商业发射场工位数仍然有限。“要达到SpaceX那样一家公司有6个工位这种水平是比较困难的。”布向伟说,海上发射意味着可以把发射台、火箭拉到发射船上,一条船可以支持“一周一次”的发射,多条船甚至可以实施“多发齐射”的模式。

  此外,布向伟介绍,海上发射的另一个优势在于航落区和射向容易选择。“比如说将来的低轨星座组网,其射向不只是往南或者东射向,射向可能会非常多,排布非常密,而从内陆发射其射向无法选择,海上就可以灵活选择射区。”

  基于上述海上发射优势,东方空间在布局时即围绕山东海阳的东方航天港集聚布局了引力一号的基础设施,实现“一站式”发射。

  “5公里内可以完成火箭子级总装总测、全箭垂直总装总测、港口登船流程,实现‘前店后厂’。这种模式将以往转运上千公里的距离大幅缩短,极大减少了物流时间、物流成本、箭体包装及恢复时间。未来总装厂和发射场集聚布局将成为火箭公司的必然选择。”东方空间首席运营官魏凯介绍。

  据介绍,结合“一站式”发射体系优势,引力一号作为全固体火箭,可采用“半整箭贮存”方式形成能力储备,最快可在24小时内实现快速应急发射。

  算经济账

  批量化制造降低成本

  “商业航天现在已经从技术验证阶段逐步转入商业验证阶段,基本解决了‘航天’技术难题,更关键的是要实现‘商业’。而降低火箭发射成本是一个系统工程,需要在研制设计、火箭生产制造、流线转运、基础设施等方面进行全方位的优化考虑。”东方空间副总裁彭昊旻说。

  引力一号自设计之初便充分考虑成本因素。比如,箭体结构通过适宜快速批量化制造的设计,芯级和助推直径均为2.65米,柱段结构共包括8个部段,占据了火箭一半数量,通过集中备料、模块化设计、标准化设计、设计源头简化制造工艺等方式大幅提升制造效率,降低了制造成本。

  在发射支持设备上,引力一号首次应用柔性充气式防护罩,临时为火箭在转运过程中提供温湿度保障,相比金属勤务厂房式结构节省上千万费用;在发射准备流程中,采用机械式翻转架,大幅降低了制造和后期维护成本。

  公路运输中,大卡车总比面包车成本低,对于火箭更是如此。“火箭运载能力越大(单位重量)才越便宜。”姚颂说。为此,包括东方空间在内的多家国内民营商业航天企业都在规划更大运力的火箭。东方空间公司表示,在引力一号首飞成功的同时,引力二号中大型可回收液体火箭也同步在研,计划用两年时间攻克可回收技术,并提升火箭运载能力至15-20吨,发射成本降低至国际领先水平。

  统筹:张志超

  火箭参数

  型号:引力一号

  特点:全固体捆绑式三级半构型

  尺寸:高30米,芯级直径2.65米,助推器直径2.65米

  运力:起飞重量405吨,起飞推力600吨,近地轨道运载能力6.5吨,500公里太阳同步轨道运载能力4.2吨

  发射方式:海上发射/陆上发射炒股期货配资