新华社海南文昌3月12日电(记者陈凯姿、宋晨)12日凌晨,海南商业航天发射场一号发射工位首次发射取得圆满成功,长征八号遥六运载火箭以“一箭十八星”方式,将千帆星座第五批组网卫星送入预定轨道。这标志着我国首个商业航天发射场已具备双工位发射能力。
图片来源:新华社记者 蒲晓旭 摄
01 7天发射 7天回复
2024年11月30日,海南商业航天发射场二号发射工位首发成功。此次执行发射任务的一号发射工位,是长征八号系列运载火箭的适用工位。其高度达83米,采用模块化钢结构设计,并首次采用地面导流锥双向开展地面排导喷水,实现降温降噪。火箭远距离测发控方式、改进型“三垂”测发模式,让一号发射工位具备了“7天发射、7天恢复”的快速测发能力,可满足未来高密度发射需求。
02 从“导流槽”到“导流锥”
海南商发的一号工位有一个非常特殊的地方,跟我们之前所有见过的发射工位都不太一样,之前大家印象比较深的火箭的导流,主要就是导流槽,在火箭的发动机的尾焰下方有一个很大的深坑,深坑一般20米,有一个渠,通过这个方式把火箭的尾焰导流出去。
商发创新性采用了一种导流装置,可以叫它导流锥。表面看起来,它就像铁疙瘩一样外面都是钢铁,但其实它的科技含量非常高。首先它距离火箭的发动机非常近,火箭点火之后,3000℃的高温会直接烧蚀导流装置,对它来说考验就非常大了。整个钢铁表面会有一层防烧蚀的材料,这个防烧蚀材料也是一种新材料,还有就是它最直接接触火箭尾焰的像梯形一样的装置,是可更换的,两个是一组,是可替换、模块化的,这样就便于它在发射之后马上就可以进行修补,然后继续投入使用。
这个工位是国内第一个中型液体火箭首次采用的地面排导系统。导流锥距火箭的发动机距离非常近,火箭发动机点火以后,产生的高温的燃气流,不能对火箭起飞产生安全问题。所以通过导流锥形面反复地去优化,去迭代,让燃气流能够避免返溅到火箭上。
03 挤压式喷水系统:1秒喷15吨水
随着一号工位发射任务的圆满成功,我国首个商业航天发射场全系统发射能力也得到了完整验证。作为长征八号火箭的适用发射工位,一号发射工位有很多特殊设计,比如它首次采用了一种叫“挤压式喷水”的系统。
导流装置上有很多小孔都是用来喷水的。旁边有一个水塔,通过挤压式的方式把水加压,再通过导流装置的各个孔来降温,它一秒钟可以喷15吨水,通过这种方式来对导流装置进行降温和降噪。
这也是首次应用了挤压式的喷水系统,挤压式是高压喷水,压力提高了一倍。最大的一个区别就是他们的水箱是在发射塔架塔顶,而我们的水箱是在地面,有三个300方的储罐,其中一个储罐是里面装了300吨水,有两个储罐是高压气体,高压气体通过地面的管廊把水挤到我们导入装置里面。
图片来源:央视新闻视频截图
火箭在发射时,尾部会喷射出巨大的火焰,喷管出口的温度高达3000摄氏度。为了防止高温火焰损坏火箭和地面设施,必须在地上建设导流装置,同时喷水降温降噪。快速降温也可以让发射塔架更好地恢复。
发射台侧面也有一堆排水孔,发射台的上表面还有好多的喷水孔,实际上全是为了来降温,还有一个功能——降噪。火箭发动机产生的噪声,对火箭里面的元器件会有比较大的影响,要给它降10个dB的幅度。采取了一系列的措施,来确保发射塔架快速地恢复。
图片来源:新华社记者 蒲晓旭 摄
长征八号是我国新一代中型两级液体捆绑式运载火箭,由中国航天科技集团一院抓总研制,可支持单星或多星发射,具有性价比高、安全性能优良的特征,能满足中低轨道高密度发射需求,是我国商业航天发射的重要力量。千帆星座由上海垣信卫星科技有限公司建设运营。国家航天局作为商业航天行业管理部门,全力保障了本次任务安全顺利实施。
此次任务是商业星座公司和商业航天发射场首次协同运作,中国商业航天产业链成功开启新的应用实践。目前,海南商业航天发射场正全力推进二期项目建设。
综合来源:新华社、央广网等