跳出“舒适圈”,让快舟火箭“更好用”

科技   2024-12-10 18:26   北京  







“脑袋怎么变大了?”12月4日,快舟一号甲火箭成功发射海哨一号卫星,任务成功的新闻刚发出,“航天迷”们就发现原先“脑袋脖子一般粗”的快舟一号甲火箭变成了“大脑袋”。



原来,执行此次任务的快舟一号甲火箭整流罩外径由1.4米扩大到了1.8米,火箭运载能力也提升至原先的1.5倍以上,不仅实现了国内同级运载火箭最大有效载荷包络和最大运载能力,可靠性和使用性能等方面也大幅提升。



快舟一号甲火箭已执行近30次发射,作为“快舟家族”的拳头产品,为何在“战绩稳健”的状态下选择跳出“舒适圈”再度突破自我?中国航天科工集团有限公司九院火箭公司快舟一号甲团队的答案是,要让我们的火箭“更好用”!










“肚量大”:出击市场拳头更硬
随着国内微小卫星发射需求直线上升,火箭公司市场经理最直观的感受就是“火箭要装不下了”,让火箭“肚量大”显得刻不容缓。为尽快满足市场需求,公司启动了快舟一号甲火箭升级计划。

改多了,会与能力更强的火箭“同质化”;改慢了,就跟不上市场变化。公司坚定“让快舟火箭在市场上更好用”的战略目标,进一步明确了“瞄准急需、立足差异、联动优化”的升级方向,决心要通过对快舟一号甲最高效务实的升级,让其与快舟十一号火箭更好地形成“高低搭配”,凝聚更强市场竞争合力。

摆在团队面前的第一道难题就是“升级多少?”团队进行了广泛调研、精细梳理了市场上大量微小卫星尺寸和重量,确定了能让快舟一号甲火箭立足当前受众、最快“物尽其用”的升级方案——整流罩外径由1.4米扩大到1.8米,700公里太阳同步轨道运载能力由200公斤提升至300公斤以上,使单位载荷发射费用大幅降低。

另一道难题紧随其后,火箭“肚量大”了,客户需求类型也会相应增多。比如,“大脑袋”一定程度上增大了飞行不稳定性;又例如空间和运力提升后,有可能造成火箭末级姿态不稳,通俗讲,就是火箭可能因“乘客下车”后重心不稳而“翻车”。综合上述两种情形,团队优化总体布局和控制策略,提升轨道控制方案,升级后的快舟一号甲火箭能更好地覆盖“多星异轨”任务。

此外,由于不同轨道类型的星座对发射场有不同“偏好”,团队还通过落区控制等技术让火箭更好地适应不同发射场的落区安全性要求和风场环境,从而能够承接不同类型的组网、补网任务。

通过一系列务实高效的创新优化,团队极大提高了快舟一号甲火箭的使用性、任务适应性和可靠性,让火箭底气更足,让出击当前微小卫星市场的拳头更硬。

“隐藏款”:竞速未来马力更足
除了“肚量大”,快舟一号甲团队还跳出了“舒适圈”,应用了大量“隐藏款”技能,赋能整个快舟型谱发展。

第一是产品化和去任务化。以往任务中,软件系统成本在履约成本中占比不小,主要源于任务差异引发的软件更改。不光需要重新编制软件,而且软件测评价格高昂。

“如果能把通用部分固化,那每次只做微调即可。”团队里有人提出。当时,公司的可重复使用液体试验箭项目也攻关正酣,两团队对该思路一拍即合,联合启动了“通用软件框架”开发,成果同时运用。在该模式加持下,快舟一号甲任务的软件实现通用接口,每次无需重新编写和测评软件,履约周期大大缩短。

此外,团队还采取轻量化、集成化、高可靠思路对电气单机进行了产品化统型。经大量梳理和研判,团队选取了适合集成和复用的单机。对于部分执行机构,团队直接替换为快舟十一号上使用的批产产品,这进一步加强了电气单机的产品化程度。在该思路指引下,电气系统整体成本大大缩减。

第二是新技术的应用。基于成本管控原则,团队立足既有硬件,在火箭上升段使用的控制器和栅格舵上“做文章”。通过完善控制策略,让原先的硬件实现了对上升段和返回段同时满足。该技术的打通不光提升了快舟一号甲火箭对不同发射场的任务适应性,还为后续可重复使用液体火箭技术攻关提供了一定技术支撑。

一系列“隐藏款”技能不仅进一步助力整个快舟系列火箭朝着“更好用”的方向发展,也锻炼了队伍从履约型向创新研制型转变,让快舟火箭竞速未来赛道的马力更足。

从“肚量大”到“隐藏款”,快舟一号甲火箭这次升级不仅彰显了团队让火箭“更好用”的决心,更展示出团队勇于突破、高效创新的实力。“对于市场,永远没有‘舒适圈’。”快舟一号甲团队负责人说。



快舟一号甲火箭“升级版”首飞成功!



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来源  ✎  中国航天报、火箭公司

文字  ✎  唐   诗

海报    张   彤 



编辑  ✎  高   婕

校对  ✎  吴琼静、于  倩





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