長六丙運載火箭首飛成功!它開啟家族首次商業競拍,還掌握國際領先的智駕技術

2024年5月7日,我國長征六號丙運載火箭(以下簡稱「長六丙火箭」)迎來首秀。它在太原衛星發射中心成功發射,順利將海王星等4顆衛星送入預定軌道,發射任務取得圓滿成功。

作為長征系列火箭家族的新生力量,長六丙火箭由航天科技集團八院抓總研製,進一步完善了我國新一代長征系列運載火箭型譜,推動我國現役運載火箭加速更新換代。

它在設計上有何特色?記者帶你揭秘。

首次商業化競拍

長六丙火箭自誕生以來,就明確了一大基因——面向商業發射市場。2023年,長征系列火箭發射機會首次公開競拍,長六丙火箭成為競拍此次發射服務的「主角」。

這一舉措的推力,是國內商業航天市場的蓬勃發展。《中國航天科技活動藍皮書(2023年)》顯示,2023年我國共完成26次商業發射,研製發射120顆商業衛星,佔全年研製發射衛星數量的54%。

2024年兩會期間,商業航天首次被寫入政府工作報告。此前的中央經濟會議上,也提到了「積極打造生物製造、商業航天、低空經濟等新增長引擎」。

總裝人員進行一級箭體對接。

此次首飛發射的4顆衛星,就是航天科技集團緊盯市場發射需求,通過商業運作模式實現的一次拼車發射服務,為這枚新火箭進軍商業發射市場、覆蓋更多市場需求奠定了基礎。

「對於商業發射服務用戶來說,『高可靠、高性價比、適應性強、響應快速』是對運載火箭的共性要求。」長六丙火箭總體主任設計師余延生介紹,在長六丙火箭研製階段,研發人員積極開展技術和管理層面上的創新,努力讓火箭「好用、高效、更經濟」,為長六丙火箭加快適應未來商業發射市場塑造強大的「生命基因」,尋求市場發展「最優解」。

不同於以往執行國家發射任務,商業市場多樣化的發射需求常常帶來更多變數。如何以不變應萬變?研製團隊給出的答案是——去任務化。

也就是說,先打造出一枚可適配多任務要求、可滾動組批投產的「標準火箭」,在後期發射任務明確後,按照衛星配套要求,在「標準火箭」上開展適應性的加裝和改進。

「就像是我們購買電子產品時的標配和選配。」余延生解釋,通過去任務化的模式,可以有效提高長六丙火箭的任務適應性和靈活性,滿足商業航天市場高頻次、高密度發射的需求。

開啟「智駕」新模式

首飛任務的圓滿成功,也開啟了新一代運載火箭的「智駕」新模式。

市場上討論不歇的「自動駕駛」,在長征家族早有應用。根據傳統的模式,運載火箭的「大腦」和「神經中樞」——控制系統,會採用基於預期飛行環境、性能要求、載荷點等設定的參數,在特定場景下實現「智駕」。

但是,實際飛行過程要複雜許多,如氣象條件的變化,特別是高空風的變幻莫測,還有火箭結構的微小偏差等,都有可能影響到火箭的飛行性能。

2018年開始,控制系統研製團隊針對aac(即自適應增廣控制)技術開展了預先研究,在與多家高校的協作攻關下,明確了aac控制器的技術路線,並在長六丙火箭上實戰應用。長六丙火箭也成為國際上繼太空發射系統外,第二個應用該技術的火箭。

這一技術的最大特點,就是兼具「靈活」與「穩定」性,提高火箭在面對複雜飛行環境,比如變化莫測的高空風以及潛在故障時,對自身姿態控制的精度和可靠性。

控制系統研製人員現場確認狀態。

想像一下,一個剛拿到駕照的新手司機第一次開車上路,雖然教練已經將行駛途中可能會出現的情況,以及處理措施都如數告知,但實際開車過程中,還是會有意外情況的發生。

有了aac的加持,相當於給車輛配置了智能駕駛系統。面對外界強幹擾造成的軌道偏離,它能夠緊打方向,回到原「車道」繼續行駛;面對自身原因造成的抖動,能夠穩住「方向盤」,平穩過渡,大大提高自身的自主性和可靠性,並大幅減少發射前的人工準備工作。

這為長六丙火箭提供了強大的載荷適應性,不管「拼車」,還是「專車」,都能做到快速「發車」,更加契合商業航天發射的靈活性和便捷性。