由中國航天科技集團所屬中國運載火箭技術研究院抓總研制的長征三號乙運載火箭(簡稱“長三乙火箭”)9日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，成功將亞太6D通信衛(wèi)星送入預定軌道。此次發(fā)射，長三乙火箭“瘦身”成功，運載能力從原來的5500公斤提高至5550公斤。
“瘦身”第一步：拿掉1個補壓氣瓶
據(jù)中國運載火箭技術研究院長三甲系列火箭總體副主任設計師張亦樸介紹，近年來，長三甲系列火箭(含長三甲、長三乙、長三丙3型火箭)實現(xiàn)去任務化設計，大大提高了火箭的任務適應性。長三乙火箭的地球同步轉(zhuǎn)移軌道運載能力為5500公斤，但此次發(fā)射的亞太6D通信衛(wèi)星“超重”，該衛(wèi)星重量達5550公斤。
為了讓衛(wèi)星能夠順利搭乘，設計人員專門對長三乙火箭進行優(yōu)化改進，幫助火箭“瘦身”，讓火箭自身重量減少50公斤。如此一來，長三乙火箭的運載能力就相應提高50公斤，滿足“乘客”需求。
“瘦身”第一步，設計人員首先優(yōu)化長三乙火箭三級補壓氣瓶的材料和數(shù)量。
補壓氣瓶主要是在火箭發(fā)動機啟動前為貯箱進行補壓。以前，火箭三級共有5個鈦合金材質(zhì)的氣瓶，設計人員經(jīng)過大量數(shù)據(jù)分析、論證，在滿足強度要求和使用需求的情況下，將5個氣瓶減為4個氣瓶。同時，在氣瓶的材質(zhì)上，設計人員用復合材料替代鈦合金材料。拿掉一個氣瓶后，補壓氣瓶的整體重量變小，火箭成功“瘦身”20公斤。
“瘦身”第二步：貯箱壁板變輕薄
除了在補壓氣瓶上“做文章”，設計人員還優(yōu)化了火箭的三級貯箱結構。三級貯箱重量對火箭運載能力影響為1：1，換言之，貯箱重量減輕1公斤，火箭運載能力就能提高1公斤。
在本次發(fā)射任務中，長三乙火箭三級貯箱壁板采用了兩面光加工工藝，先用數(shù)控龍門壁板銑將壁板兩面銑平，再進行化銑加工，使壁板結構尺寸具有良好的一致性。
在保證承載能力的前提下，執(zhí)行本次任務的長三乙火箭貯箱對亞太6D衛(wèi)星進行“量體裁衣”。工藝和結構的改變，使得設計人員可以為火箭貯箱選用更輕薄的壁板，貯箱重量直降10公斤。
“瘦身”第三步：減掉2層防晃板
在前面兩步“瘦身”的基礎上，設計人員還把火箭液氫貯箱里的4層環(huán)形防晃板減少為2層。防晃板的作用是抑制貯箱內(nèi)推進劑晃動，其安裝位置主要根據(jù)火箭發(fā)射軌道確定。軌道不同，氫箱內(nèi)的液位就不同，防晃板的安裝位置也不同。近年來，為提高火箭適應性，長三乙火箭的三級氫箱內(nèi)共安裝4層環(huán)形防晃板，可滿足所有軌道任務的需求。
在此次發(fā)射任務中，設計人員根據(jù)亞太6D通信衛(wèi)星的實際軌道需求，減掉2層防晃板，再次“瘦身”，又讓火箭自身重量下降了20公斤。
“通過這些改進，本次長三乙火箭共減重50公斤，這意味著其運載能力直接提高50公斤，達5550公斤，滿足亞太6D衛(wèi)星搭載需求，這對長三乙火箭來說是前所未有的。”張亦樸說。(完)
