“天宫一号”的运载火箭有哪些改进?

 

作为目前国内在型号里重量最大、体积最大的飞行器,“天宫一号”将给运载火箭系统在整流罩设计等方面带来新的适应性难题,此次飞行任务验证了大型飞行器对运载系统的多项适应性改进新技术。

在首次交会对接任务中,已经圆满执行过7次任务的长二F火箭再次两度执行飞行任务。针对神舟八号和“天宫一号”两次发射任务的特点,设计人员将执行首次交会对接任务的运载火箭进行了重新设计。虽然仍被称作“长二F”或被叫做改进型“长二F”,但火箭从外到内焕然一新,在运载能力和入轨精度上均有很大提高。用科研人员的话说:“这完全是一枚全新的火箭。”

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据中国航天科技集团公司一院火箭总设计师荆木春介绍,改进型长二F火箭具有发射目标飞行器和飞船的两个状态,运载能力分别为8.6吨和8.1吨,比传统状态的“长二F”提高了0.6吨和0.1吨。由于目标飞行器不载人,发射这一状态的长二F火箭取消了逃逸塔装置。

在发射“天宫一号”时,火箭外形上的最大变化是整流罩,不仅长度由先前的10.7米增至12.7米,最大直径也由先前的3.8米增至4.2米,而且头部还采用了流线式的冯•卡门曲线,这也是最吸引公众眼球的重大变化。

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和先前的长二F火箭相比,改进型长二F火箭控制系统的一个重大更改是,取消原先的气浮陀螺平台,采用两套惯组作为测量装置。这样一来,可以更好地满足火箭在俯仰偏航方向上的机动要求。

有了上述制导工具,改进型长二F火箭在制导方式上,首次使用了迭代制导技术。这些做法都是为了满足空间交会对接任务对火箭入轨精度、轨道调整适应性和可靠性等多个方面的要求。 不过,首次交会对接任务对“天宫一号”的入轨精度并没有很高要求,但对神舟八号的入轨精度要求很高。因此,工程研制人员选择了两套制导方案:当发射目标飞行器时,火箭仅采用摄动制导;当发射飞船时,火箭采用“摄动+迭代”组合制导。

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在多达170多项的火箭系统技术变化中,重要变化远不止这几项。长二F火箭研制团队还对动力系统、遥测系统和故障检测系统等采取了一系列措施,不断提高火箭的可靠性,而这是个永恒、无止境的过程。

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