长征二号丁运载火箭西昌首飞取得哪些突破

新华社北京2月20日电:四星串并联新构型的入轨精度提高了一倍——长征二号丁运载火箭西昌首飞取得了哪些突破

新华社记者张权和胡哲

2月20日5时07分，中国利用长征二号丁运载火箭“一箭四星”在西昌卫星发射中心成功发射了新技术试验卫星C、D、E、F。卫星顺利进入预定轨道。

这是我国首次实施四星串并联发射布局，入轨精度提高近一倍，新型综合测控设备首次投入使用。这是长征二号丁火箭首次在西昌卫星发射中心执行任务。任务组克服了疫情带来的挑战，成功完成发射任务，取得了一系列技术突破。

“一箭四星”首次推出四星并串

这次发射任务的四颗星来自不同的卫星制造商。“高、高、重、瘦”是不同的。为了确保它们能够被“打败”、“放下”和“牢牢放下”，本次发射首次实施了四星串并联发射布局。

“为了适应它们，我们在卫星一侧来回迭代了近20轮。”第八航院805研究所总副主任设计师杨勇说。

这一次，配置主要采用“两腔串联+上层并联”的四星串并联模式。通过在整流罩和火箭体之间增加一个过渡室来放置最重和最大的卫星，这不仅可以使卫星保持在一个更好的机械环境中，而且可以降低其他卫星的构型压力。

即使放置了最重最大的卫星，剩下的三颗也不能低估。为了确保其余三颗卫星尽可能不相互影响，并使重量偏移更小，新设计了一个三星平行支撑舱。原有的常规整体“人字”梁配置被内外舱加车身梁配置所取代，并且为每个卫星设计了一个特殊的“座”适配环，以便卫星可以稳定地“坐”在支撑舱上。

同时，为了使三颗星并联后的星间距和星盖间距满足要求，还采用了“交错层”的布局方式。“这种卫星布局和火箭配置在以前的模型中从未使用过，也有人担心结构动力学、空气动力学和其他问题。然而，经过大量的模拟和实际测试，结果表明该配置是可靠的。”该模型的副总设计师冯树宏说。

精确控制轨道进入精度接近两倍

根据卫星任务的要求，这种火箭的精度指标几乎翻了一番。“就像驾照考试一样，最初的要求是倒车，并在10厘米内将其入库，但现在要求在5厘米内。”长征二号丁运载火箭总副主任设计师郝钏路说，这个目标几乎翻了一番，但任务难度却翻了一倍多。

控制系统保证运载火箭进入轨道的精度。长征二号运载火箭控制系统的控制精度随着其核心单机产品、大平台、小平台和捷联惯性导航单元的不断更新而不断提高。目前，八米光纤惯性测量单元已经是性能最好的产品。如何进一步提高入轨精度？这无疑是一个挑战。

“为了满足任务要求，我们选择了几套惯性测量组合产品，并进行了数百次轨道精确制导仿真。最后，通过仿真选择了一套满足轨道精度要求、数据最稳定的惯性测量组合产品。这有效地保证了火箭最终进入轨道的准确性。”长征二号丁运载火箭控制系统总设计师史志华说。

负责光纤惯性测量单元产品开发的设计师陈山表示，该团队仍在开发新一代光纤惯性测量单元产品，其精度高于8米的惯性测量单元，单个产品即可实现故障重构并确保系统冗余。该产品的应用有望进一步提高火箭的精度。

与此同时，为了确保火箭碎片“指向下落的地方”，控制系统小组通过充分的调查和论证，选择了对整个火箭影响最小的着陆点控制方法，即在第一阶段增加制导控制。该方案不需要进行结构改进或在火箭上增加新产品。只需在火箭一级主动段飞行过程中实时调整火箭的制导量，实现一级落点控制。

告别“一把钥匙，一把锁”新型综合测控设备的首次使用

这是长征二号丁火箭第一次在西昌卫星发射中心执行任务，这意味着这次任务将在早期做大量的准备工作，以确保快速适应新的环境。

这次采用了一套新的地面综合测试、发射和控制设备，这不仅是因为新基地需要一套新的设备，也是为了借此机会实现长征2D和长征四号系列运载火箭地面设备的通用化长征二号副总设计师李丁·强剑说。

测试、发射和控制系统就像一个“家庭医生”。在火箭发射前，对火箭的整个身体进行检查，以诊断火箭的健康状况，并确保火箭发射时健康状况良好。

我国有许多类型的运载火箭。由于技术、管理和历史因素，不同类型运载火箭的地面接口差异很大，每种运载火箭都配备有独立的测试、发射和控制系统。随着任务数量的迅速增加和多个发射场任务的执行，迫切需要开发新一代通用、智能、集成的测量、传输和控制系统。

长征2D研究小组充分利用以往的成果，与长征4D小组进行了沟通。最终，设备规模从原来的16个机柜减少到10个，软件配置项目从31个减少到15个，实现了长征2D和长征四号系列运载火箭90%的普及化。因此，让“一把钥匙开一把锁”成为老黄历。