更“高”！更“快”！更“聪明”！遇见更好的长征七号

2022-05-11 13:57 作者:轻舟一号 0人读过 | 我要投稿

北京时间2022年5月10日01：56：37，搭载“天舟四号”货运飞船的“长征七号”遥五运载火箭，在文昌发射场201工位发射升空，约27分钟后太阳翼在阳照区成功工作，发射任务取得圆满成功。

执行此次发射任务的运载火箭“长征七号”，是为发射“天舟”货运飞船而设计研制的火箭，已经先后执行了多用途飞船缩比返回舱、“天舟一号”到“天舟四号”等5次发射任务，成功率100%。“长征七号”最初是作为载人火箭研制的，用以替代“长征二号F”，是用较高标准研制的一型优秀火箭。基于发射子样的积累，“长征七号”还在不断优化升级，到了“长征七号”遥五，已经变得更“高”、更“快”、更“聪明”。

可靠性更“高”！

“长征七号”原型是“长征二号F/H”（长征二号F换型），在“长征二号F”成熟技术基础上，换装新研制的YF-100、YF-115液氧煤油发动机，即换发型（H型）。2010年6月，“长征二号F/H”型火箭被更名为“长征七号”，并正式立项研制。作为基于成熟可靠的老一代载人火箭研制而来的曾经的新一代载人火箭，其可靠性设计指标高达0.98（遥一），在当时就处于世界领先水平。[1]

到了遥五火箭，火箭发动机开展了工艺可靠性提升更改，活动发射平台摆杆及防风减载装置也进行了改进、更换，进一步提高了可靠性，火箭飞行可靠性评估值达到0.9838[2]，只是略低于现役载人火箭“长征二号F”遥十二的0.9894[3]，达到国际先进水平[2]。

测发周期更“快”！

运载火箭既要“高质量”，也要“高效率”，这样才能带来“高效益”。对于中国载人航天运载工具“三剑客”之一，“长征七号”的高可靠性是关键，高效率则是降本增效的必由之路，尤其是测发效率。在“长征七号”遥一时，火箭测试发射周期需要40多天，到了遥四火箭，测发周期降至31天，而到了遥五火箭，测发周期进一步缩减至27天，那么遥五是怎么做到的？

“长征七号”遥五主要从三个方面着手来压缩火箭的测发周期。第一，开展液氧煤油并行加注。过去“长征七号”在进行推进剂加注时，先加注煤油，再加注液氧，需要在发射时间-12小时进入流程，到了遥五，煤油还没加注完成时就开启液氧箱预冷，将原来的串行流程进行部分交叉，可以在发射时间-8小时进入流程。流程改进后，不仅可以将加注时间减少4小时，还可以降低煤油在火箭贮箱的存储时间，这样温度上升就越小，有利于保持煤油的品质，此外，还能提升火箭的任务准备适应性和气候适应性。第二，压缩流程。通过以往积累的测试经验，将较多试验性质的测试简化，压缩一些流程。第三，测试项目整合。将原本测试侧重点不同的真增压和第一次总检查合二为一，可以减少1天的测试时间。

通过流程优化，不断降低测发周期，能提升“长征七号”应对高密度发射的能力，同时还可以提升经济效益。

飞行更“聪明”！

在载人航天任务中，要实现升空的航天器与在轨的目标飞行器交会对接，需要将升空航天器发射至目标飞行器的共面轨道，这就要求火箭实现“零窗口”发射，起飞时间需要毫秒不差。现实情况是，火箭在发射时经常会遇到或大或小的故障，为了更好地适应故障情况，提高火箭按时发射的能力，“长征七号”遥五利用了迭代制导技术来扩展发射窗口。即使万一实际起飞时间与目标起飞时间有偏差，只要在2分钟以内，通过迭代制导技术可以自主重新规划路径，最终在既定时刻出现在既定位置。