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运载火箭系统可靠性超过98%
载人航天工程最终要完成空间站的建立,而空间站的发射需要大推力运载火箭
  文章来源:科学时报 2008-9-26 发布时间:2008-09-26 【字号: 小  中  大   

    9月6日,长征二号丙运载火箭将环境与灾害监测预报小卫星星座A、B两颗卫星成功送入太空,这是长征系列运载火箭的第108次飞行,也是长征运载火箭连续第66次成功发射。

    就在这天下午,中国载人航天工程运载火箭系统总指挥刘宇、运载火箭系统总设计师荆木春等做客酒泉卫星发射中心的通信大楼,接受了媒体记者的采访。

    虽然此时已进入神舟七号载人飞船载人航天飞行任务的倒计时阶段,但面对记者的“镜头”,刘宇依然镇定自若:“我们有信心有决心也有能力当好任务的先锋,实现‘放心发射,准确入轨’的目标。”

    这句话并不是空穴来风。

    可靠性超过98%

    1992年,中国载人航天工程立项,运载火箭也从1992年开始立项研制,工程总体给火箭系统确定的指标是0.97。

    “这是工程总体给我们提出的可靠性指标要求,也是借鉴和参考了国外所有运载火箭和飞行器的要求,因此从可靠性来讲,我们的运载火箭的可靠性和国外的发射运载器相当,这样的可靠性指标能够满足载人航天的需求。”荆木春介绍说。

    运载火箭系统副总师宋征宇说,其实可靠性是一个数学指标,单纯从数学上讲,可靠性是0.97,就意味着发射100次可能允许出现3次故障。“但是,我们每次工作并不是照着允许出故障来做的。从我们的角度来说,要求百分百可靠,3%的故障概率是要通过平时的精心操作和认真工作来消除的。”

    2005年10月,长征二号F型运载火箭第七发正式投产,今年6月27日,长征二号F型运载火箭通过出厂评审,7月19日,长征二号F型运载火箭在中国运载火箭技术研究院举行了出征仪式。

    刘宇介绍说,这次是载人航天工程二期长征二号F型火箭的首次飞行,由于是单发订货单研制的一发运载火箭,因此对火箭研制提出了更高要求。

    3年来,长征二号F型运载火箭第七发一共进行了36项改进,其中2项事关成败,一项是将蓄压器改为变能量蓄压器,另一项是火箭首次采用了不锈钢的降压系统。

    宋征宇介绍,这36项改进如果从分类上讲,第一类是神舟六号运载火箭的飞行发射,对发现原来运载火箭设计中没有认识到的一些问题进行改进;第二类是根据研究人员自己发现的问题进行改进;第三类是通过其他型号的火箭举一反三,从航天大系统进行改进;第四类是根据技术发展需要进行改进。

    荆木春举例说,在“神五”任务中,杨利伟反映,载人飞船里有很大的颠簸感,这主要是运载火箭发动机70多吨的推力而产生的震动,震动会传输给飞船内部,使航天员感到颠簸。“神五”任务以后,研究人员在这方面作了很大改进,抑制这种震动。“神六”的两名航天员反映,他们已经没有什么震动的感觉。但是研究人员从测量的数据看,飞船还是有一些震动。

    “从2005年‘神六’发射完以后,我们差不多有两年多的时间在解决这个问题,希望能进一步把震动完全抑制住。”荆木春说。

    “这些改进的目的都是使运载火箭的可靠性不断增加。”荆木春说,每次神舟载人飞船发射,运载火箭系统都要进行大量的地面测试和验证工作,运载火箭各个系统,包括结构系统、电气系统等都要经过试验次数、试验结果的累计,一方面要从设计的角度验证了可靠性,另一方面要从指标计算的角度对运载火箭的可靠性进行评定。

    “发射神舟七号前,长征二号F型运载火箭可靠性评估值达到了0.9807。”荆木春说,“我们有信心为这次圆满发射打下良好的基础。”

    谢幕之战?

    据人民网消息,我国新一代大推力运载火箭产业化基地于2007年10月30日在天津滨海新区开工。这一消息进一步证实了媒体报道的中国正在研制大推力运载火箭的信息。大推力运载火箭的研制与载人航天工程有何直接关系?它是否意味着,神舟七号飞船载人航天任务是长征二号F型运载火箭的“谢幕之战”?

    “这次任务不能说是长征二号F型运载火箭的‘谢幕之战’,下一发运载火箭只是技术状态不同,但仍叫长征二号F型火箭,只是会采用一些新的技术,例如计算机可能更新换代了,电子产品的旧的元器件因为使用了10多年,可能被淘汰了,要采用新的技术。”荆木春在接受《科学时报》等媒体记者的采访时说。

    “总体来讲,这要从载人工程整个实施的阶段上进行回顾。”荆木春解释,从1992年立项以来,载人航天工程主要分了3个步骤,第一步解决将航天员运送到轨道的问题,这在“神五”、“神六”的时候实现了。随着“神六”任务的结束,载人航天工程的第一步目标也就完成了,随后开始了第二步的第一阶段,也就是完成航天员出舱行走和飞船的交互对接。对于火箭来讲,其实也是随着载人航天工程阶段的不同而有所变化。此次发射“神七”的火箭,是第二阶段任务的第一发火箭。从其技术状态来讲,它和发射“神一”到“神六”的运载火箭状态基本一致,虽然有36项技术状态的改进,但并不是说运载火箭有根本变化。

    “从下一发开始,为了适应载人航天工程第二步的需要,整个长征二号F型运载火箭的技术状态将会有较大改变,包括性能、功能和运载能力上都会有变化。从这个角度讲,神舟七号的运载火箭是这个技术状态的最后一次发射。”荆木春说。

    关于大推力运载火箭,荆木春说,其研制的主要目的也是为了适应我国航天发展的需要,同时和我国的载人航天发展密切相关。载人航天工程的第三步还要完成空间站的建立,而空间站的发射需要用大大推力运载火箭。

    大推力运载火箭,更准确地说应该是新一代运载火箭。从技术上看,新一代的运载火箭与现有的火箭将有较大的技术突破,例如发动机技术,新一代运载火箭将是采用液氧煤油和新的液氢液氧大推力无毒无污染的火箭,这是我国自主研制的一种和以往发动机不一样的工作模式,其推力比以前更大,运载能力可以大大提高。据悉,新一代运载火箭能把25吨重的航天器送到近地轨道,能把14吨重的航天器送到地球同步转移轨道。

    而除完成发射空间站的任务外,其推力还可以进行各种组合,从大运载到小运载,包括中型运载都可以由新一代运载火箭来完成。它既可以完成空间站的发射,也可以发射一些小型的卫星,包括目前发射的卫星的所有序列都能覆盖到。苏联、美国等都有大型运载能力的火箭,像美国的土星5,它可以实现阿波罗的登月计划。

    “总的来讲,我国火箭技术的发展是和我国的国情相适应、相结合的。”荆木春说。

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