發(fā)動機推力調節(jié)技術為重復使用奠定基礎
據(jù)一院長征八號運載火箭副總指揮段保成介紹，長征八號火箭在立項之初就確立了以市場需求為導向進行研制，從能力指標、經(jīng)濟可靠性等綜合考慮，努力實現(xiàn)火箭研制和市場挖潛“雙成功”。
記者從一院了解到長征八號的研制采用了虛實結合的模態(tài)分析技術，全箭動特性數(shù)據(jù)在已有模塊試驗數(shù)據(jù)及動力學模型的基礎上，通過全箭動力學模型組裝和數(shù)值仿真計算獲取。長征八號的研制探索，為后續(xù)大型、重型火箭的模態(tài)綜合技術奠定了基礎，有助于大幅縮短其研制周期，降低研制費用。
為了能在商業(yè)市場占據(jù)有利陣地，研制團隊在對長征八號電氣、結構等方面進行低成本設計的同時，還開展了垂直起降研究，對該火箭采用了可回收設計，力求實現(xiàn)可重復使用。
要向實現(xiàn)火箭的重復使用，發(fā)動機推力調節(jié)是重要技術之一。本次飛行任務中，長征八號液體發(fā)動機實施了節(jié)流控制，這是發(fā)動機推力調節(jié)技術在我國運載火箭首次實現(xiàn)工程應用。該技術不僅能大幅提升火箭的總體設計優(yōu)化能力和任務適應能力，其首次應用也為后續(xù)相關技術進行了先期技術驗證，為我國重復使用運載火箭研制奠定了基礎。
多項新技術讓火箭更聰明
近年來，我國運載火箭高密度發(fā)射已呈常態(tài)化，但也偶爾發(fā)生飛行故障甚至飛行失利的案例。如果火箭具備故障診斷和自主飛行能力，在發(fā)生故障時，自主調整，飛行結果便能大幅改善。
科研人員在長征八號身上，通過研究分析各種減載穩(wěn)定控制方法，并采用自抗擾技術進行實時補償控制，提高主動減載的效果，解決了大整流罩帶來的靜不穩(wěn)定度大的難題。
同時，基于控制效果的噴管極性辨識和控制重構算法，能讓運載火箭更聰明。通過該技術的應用，長征八號具備了滑行段飛行故障在線辨識能力，能夠在特定故障工況下自主進行姿態(tài)控制重構，提升了飛行控制適應性和智能化水平。
針對當前我國運載火箭火箭測試周期長、在發(fā)射區(qū)占位時間長的問題，科研團隊積極探索火箭快速發(fā)射路徑，為長征八號設計了“兩平一垂”發(fā)射模式，即水平組裝、水平狀態(tài)整體運輸、星罩組合體垂直轉場對接。預計在2022年左右，長征八號將實現(xiàn)“兩平一垂”發(fā)射。屆時發(fā)射區(qū)將不再需要規(guī)模龐大、組成復雜的塔架，可減少建設成本。
為什么要向太陽同步軌道發(fā)射衛(wèi)星？
錢航
對傳統(tǒng)戰(zhàn)略型任務來說，長期穩(wěn)定性和全球覆蓋能力是衛(wèi)星軌道應該具備的重要特性，如地球靜止軌道（GEO）、閃電軌道（Molniya）和太陽同步軌道（SSO）等。這些軌道都著眼于衛(wèi)星長期在軌執(zhí)行任務。
太陽同步軌道的軌道平面與太陽的夾角保持不變，有利于衛(wèi)星對地面進行長期觀測。太陽同步軌道可以為一些觀測型任務提供較穩(wěn)定的太陽入射條件，在太陽同步軌道上運行的衛(wèi)星，可在相同的時間和光照條件下觀察云層和地面目標。因此，氣象衛(wèi)星、地球資源衛(wèi)星和照相偵察衛(wèi)星一般都選取太陽同步軌道，以使拍攝的地面目標的圖像最好。
為了保證對地觀測類衛(wèi)星前后2天可在相同時間、相同光照條件下觀察云層和地面目標，衛(wèi)星的軌道平面，要與太陽、地球連線保持固定的夾角。由于地球繞著太陽公轉，因此太陽、地球連線也一直在轉動，相應衛(wèi)星軌道平面也要隨之轉動。地球圍繞太陽公轉1年，為使軌道平面保持固定的角度，衛(wèi)星必須旋轉或進動360度，即軌道平面每天旋轉0.9856度（360度÷365.25天），且軌道面向東方向轉動。
未來5年至10年，太陽同步軌道的較大噸位航天發(fā)射任務需求旺盛。（王偉童 高崇芮 董佳瑩 科技日報記者 付毅飛）
來源：科技日報 圖片除標注外來自國家航天局
