这火箭漂亮啊! 朱雀二号改遥一发射成功!

既然是改进行型? 那都改了什么?有什么技术创新和特点呢? 作为目前我国唯一成功发射入轨的液氧甲烷燃料火箭,这次还是给到大家多个国内首次!

首先不得不说这徽章设计的是真心好看!

朱雀二号改遥一(ZQ-2E Y1)火箭27日上午10点在酒泉的东风商业航天创新试验区的蓝箭航天液氧甲烷火箭发射工位点火升空。 大家可以注意到“东风商业航天创新试验区”是不是第一次听说,也是酒泉卫星发射中心那个地方旁边单独规划了商业航天的创新试验区,鼓励商业航天快速发展,未来会有越来越多的商业航天火箭在这里发射升空!

本次发射的火箭朱雀二号改遥一采用了两级构型,一子级采用4台天鹊12(TQ-12)发动机并联,这次的珠海航展现场也有真机展示细节!

二子级采用一台天鹊15A(TQ-15A)液氧甲烷发动机,真空推力85吨,同时配备一套云鹊(YQ-10)辅助动力系统,要把卫星送入准确的轨道还是需要精细调控的,这个云鹊就是用来对火箭末子级的精确调姿、末速修正、推进剂沉底、变轨、离轨等等多重功能。

其他的词好理解,推进剂沉底是因为进入太空是微重力环境,燃料成漂浮状态,不一定会集中到输出口的地方,云鹊给点加力,燃料就会由于惯性完后跑,就能促进其充分沉底进行燃烧。

二子级采用了全新自研模块化设计,单层的共底贮箱以及隧道输送管方案,这个图能更形象了, 缩短了子级长度,也就火箭的个头矮了,能力增强了,箭体减重了。这对运载能力来说太友好了!全箭高度降到了47.3米,箭体直径3.35米,整流罩最大直径3.35米,也就是说不是大脑袋那种,上下一边粗。起飞质量219吨,起飞推力282吨,500公里太阳同步轨道的运载能力可达4吨。运力方面已经可以满足一箭多星或者是规模化星座组网组团发射。

说说几个创新点。首先,它是国内首款采用全过冷加注的双低温液体运载火箭,全箭一子级和二级都是液氧甲烷燃料,当然都是超低温的。之前我去现场的时候还摸了燃料管线,被告知不能碰,超低温零下180多度。 采用的全过冷加注方案可以高效 安全、节约完成加注,1.5小时内就能完成整个加注过程!大幅简化了火箭发射前的流程。同时过冷推进剂温度低,也能增加推进剂密度,提升火箭运载能力,改善发动机工作性能,这当然都是对火箭飞行的稳定性与可靠性进一步优化!

第二,国内首创液体运载火箭双低温单层共底贮箱!

这个贮箱我上次可是给大家现场看过,内部保密,我眼睛看过了,展现不了哈! 火箭的二级贮箱采用共底结构,共底贮箱就是用一个共底将一长的贮箱分割成两个独立推进剂贮箱结构。对于采用两种低温推进剂的发动机系统来说,最高效的利用空间,缩短箭弹体长度,减小结构质量。

第三, 国内运载火箭首次采用基于概率的大风区飞行载荷计算方法

这专业术语太繁琐,就是火箭飞行前和飞行中都会遭遇各种风,有底层风,有高层风,那么火箭在飞行过程中就需要应用到面临各种风进行弹道风修正技术,这是需要大批量的打靶仿真,数据分析和概率统计结合发射地的环境来对火箭飞行弹道进行修正。比如高空风突然风大了,火箭不修正,吹跑偏了。那就大事儿了! 上次朱雀三号VTVL 十公里测试飞行的时候,我采访工程师说到过准实时风修正技术,对于更大型的朱雀三号火箭来说,这种技术的应用也更能增强火箭的飞行途中的安全性可靠性和入轨准确性!

第四,国内运载火箭首次采用取消正推火箭的级间冷分离方案!

火箭沿用级间冷分离方案,冷分离就是一二级分离的时候,二级不点火,属于“冷处理”!

这次朱雀二号改型,没有了原有二子级正推火箭,两级分离以后,二子级维持短时失重滑行状态,一级在发射后140秒关机,3秒后解锁分离,再过2秒,二子级才开机。这种方式相比热分离,有效降低了系统复杂性,减少了二子级的箭体重量和成本。

这个二子级开机之后,工作一段时间,在火箭发射到243秒的时候,进入二次滑行段,在这个过程中,首次采用滑行段推进剂间歇沉底方案进行推进。可以用于沉底的发动机间歇性工作代替连续工作,从243秒到395秒,二级发动机是在做一个100%-60%推力的节流控制,通俗讲也就是变推力。 可以合理的选择推力大小,同时对推力作用时间和间隔时间进行优化,推进剂用量就减少了,运力也就提升了,适用于长期滑行、多次再起动的情况。二级发动机到发射395秒,在60%工况的时候关机,再往上滑行一段时间,505秒星箭分离,卫星送出去了。 朱雀二号改遥一的使命就完成了!

目前朱雀二号系列已经进行了4次发射,3次成功。这次成功发射,也标志着朱雀二号火箭已经达到了进入批量化生产的标准,后续会看到更多成熟火箭发射入轨。也期待明年朱雀三号的首飞! 下一发朱雀二改遥二也很快将要发射,我到现场给大家看到更多细节!

本文为科普中国·创作培育计划扶持作品

作者:房广林

审核:周炳红 中国航天科普大使 研究员

出品:中国科协科普部

监制:中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

来源: 科普中国创作培育计划

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