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长征七号运载火箭

  • 中文名   : 长征七号运载火箭(CZ-7)

  • 外文名   : Long March 7

  • 起飞推力  : 720吨

  • 所属国家  : 中华人民共和国

  • 研制单位  : 中国运载火箭技术研究院

  • 目前状态  : 首飞成功

  • 首飞时间  : 2016年6月25日20时00分

  • 发射场   : 文昌航天发射场

  • LEO运载能力: 13.5吨

  • SSO运载能力: 5500千克

  • 级    数: 两级半

  • 助推器   : 4*120吨推力单摆YF-100发动机

  • 第一级   : 2*120吨推力双摆YF-100发动机

  • 第二级   : 4*18吨推力双机双摆YF-115发动机

  • 总    长: 53.1米

  • 起飞重量  : 597吨

目录
  • 1发展沿革
  • 2技术特点
  • 3系列型号
  • 4基本参数
  • 5动力系统
  • 6发射设备
  • 7研制团队
  • 8研制进度
  • 9发射任务
  • 10首飞任务

      发展沿革

      研制背景

      2020年前中国将发射大量各种轨道的航天器,对运载火箭
      长征七号发射前长征七号发射前wuqi.TTcx.neT编辑
      by ttCX.nEt
      尤其是中型运载火箭的需求比较旺盛,中国已经立项研制了CZ-5、CZ-6、CZ-7运载火箭,其中的长征七号(CZ-7)运载火箭是为满足载人航天工程发射货运飞船的迫切需求而优先发展的中型运载火箭。
      长征七号火箭的最早原型是长征二号H型,即利用长征二号F型的成熟技术,在大体不变的情况下换成新研制的液氧煤油发动机,即换发型(H型)。在同一时间上,研制的长征五号系列运载火箭也分为大、中、小三型,其中3.35米直径的中型与长征二号H型有一定的技术和用途重叠性
      。最后决定研制一种新型中型火箭,其综合长征二号的成熟技术又同时运用长征五号的新技术,并赋予新的编号“长征七号”。

      研制原则

      1. 基本型
          
        以满足载人航天工程后续任务要求的CZ-7为基本型,论证中型火箭其他构型的方案。
      2. 系列化
          
        以基本型为基础,通过调整助推器个数或种类和增加上面级三子级实现中型火箭的系列化。如:后续型号从二级半发展成三级半(CZ-734型),从全煤发动机发展成上面级为氢氧级(CZ-720(HO)型)等等。
      3. 继承性
          
        充分继承新一代大型运载火箭和在役运载火箭的已有研制成果;所有构型使用的液体发动机均基于中国已有或正在研制的液氧煤油和液氢液氧发动机;固体助推器基于正在研制的120吨推力的固体发动机。如:CZ-7继承了CZ-7F型的成熟技术,液氧煤油发动机采用与CZ-5使用同型号的YF-100发动机和CZ-6使用的同型号的YF-115发动机。
      4. 适应性
          
        优先发展的构型之间运载能力梯度合理,基本满足未来中型有效载荷的不同任务的发射需求。长征七号的运力区间从1吨到15吨,轨道覆盖从LEO、SSO、GTO、GEO等不同轨道。
      5. 经济性
        为满足大量的中等运力发射需求,所发展的构型应满足经济性要求,努力降低发射成本。如:CZ-2的推进剂为有毒肼类燃料,CZ-7的推进剂为无毒煤油,价格仅为前者的三十分之一。 天天查询WUqi.TTcx.nEt编辑

      技术特点

      应用新技术96项比例超70%
      长征七号火箭为我国新一代中型运载火箭,由中国运载火箭技术研究院负责
      (wuqI.ttcX.NeT)
      总研制。据其介绍,长征七号火箭是为了满足我国载人空间站工程发射货运飞船以及未来载人火箭更新换代需求而研制的。长征七号火箭的首飞成功,标志着我国新一代运载火箭研制取得重大突破,将大幅提升我国进入空间的能力。
      火箭采用“两级半”构型,总长53.1米,芯级直径3.35米,捆绑4个直径2.25米的助推器,起飞重量597吨,运载能力近地轨道13.5吨、太阳同步轨道5.5吨,达国外同类火箭先进水平。武器大全WuQI.TTcx.NEt编辑
      据长征七号火箭副总设计师程堂明介绍,长征七号火箭芯级直径3.35米,虽然与现役火箭芯级尺寸相同,但长征七号火箭是一型全新的火箭。其中,火箭的发动机系统、增压输送系统、控制系统、测量系统、伺服系统、结构系统等都是全新的。如果把长征七号火箭比作人体,那么它有着全新的心脏、大脑、骨骼和中枢神经等。
      据了解,长征七号火箭研制应用了96项新技术,其中重大关键技术12项,新技术比例超过70%。
      设计阶段采用数字化手段天天查询武器大全
      长征七号火箭是我国第一型“数字火箭”,采用
      全数字化手段研制。在设计阶段,火箭图纸从纸质“连环画”变成了“3D电影”;在火箭制造中,实现了“一键式”加工,大幅提高了加工质量和效率;在试验、装配阶段,应用了“虚拟现实技术”,提前预见可能发生的问题,确保火箭试验、装配“一次成”。
      同时,长征七号火箭代表了我国近60年运载火箭研制领域的最高水平,其首飞的成功标志着我国新一代运载火箭在数字化设计能力上已跻身国际先进行列。
      使用液氧煤油无毒无污染
      长征七号火箭使用的是液氧煤
      油推进剂,无毒、无污染,清洁环保。而且,相比使用常规推进剂的发动机,液氧煤油发动机比冲提高20%,推力提高60%,其推进剂平均成本仅为常规推进剂的1/10。
      长征七号火箭的首飞成功,使我国中型运载火箭近地轨道的运载能力由8.6吨提高至13.5吨,达国外同类火箭先进水平。(wUqI.ttcX.net)
      从外形上看,长征七号火箭和我国现役火箭体型差别不大,但为了储存更多的燃料,提供更强的动力,它的助推器加长到约27米,接近现役火箭助推器长度的2倍。
      火箭燃料加注可停放24小时
      长征七号火箭在海南发射场合练,低温燃料加注后成功停放24小时,创下了低温燃料停放时间最长纪录。新一代运载火箭有多种发射任务需求,停放24小时,可为成功发射争取更多有利时间,提高火箭发射的可靠性。
      低温燃料不仅温度极低,且易燃易爆易蒸发,停放中的火箭就像“炸弹”,不仅工作人员要在低温环境中作业,箭体上部分仪器设备也要面临低温环境的考验。且在加注后停放的24小时内,需补加3至5次。武器大全WuQI.TTcx.NEt编辑
      “防水”设计渗透到每个细节
      现役火箭发射选择窗口时都会避开雷雨天,而新一代运载火箭则能
      实现中雨发射,这是因为新一代运载火箭是做了“防水”设计的。海南文昌发射场气候潮湿,降水量大,全年12小时内降水5毫米至15毫米的中雨较多。火箭不仅要防雨水,还有箭体表面、管路上的冷凝水也会影响到正常发射。因此,对火箭防水的设计渗透到了每一个细节。如在部段对接处、细小的孔径和缝隙处都要加密封条、涂硅橡胶等。而平衡整流罩内外压力的排气孔也做了专门的防水措施。
      防风减载装置可抗八级大风
        
      在国内主要的4个发射场中,除海南文昌发射场外,其他的发射场都在内陆,风速随距地面高度的变化不大。但文昌发射场不同,距地面五六十米高的地方风速要远高于地面风速。“地面感受到的是微风,火箭一级的地方可能就是‘大风’了。我们将这种随距地面高度而变化的风称为‘浅层风’。”研制人员说,这给“长征七号”垂直转场增加了难度。天天查询WUqi.TTcx.nEt编辑
      为提升抗风能力,火箭装上了“防风减载装置”,即使遇到8级大风的天气,依旧可以转场,其抗风能力超过现役火箭。 (wuqI.ttcX.NeT)
      将用于发射新一代载人飞船
        
      此次是按照载人火箭的标准设计的,控制系统和增压系统实现了冗余,可靠性设计指标达0.98,达国际先进水平。其中,火箭控制系统创新采用了143项智能控制软件,是现役火箭软件使用量的30倍以上,大大提高了控制精确度。长征七号火箭成熟后将成为我国新一代载人火箭,用于发射新一代载人飞船。
      长征七号运载火箭首飞,是载人航天工程空间实验室飞行任务的开局之战,实现了“成功首飞”的预定目标,为后续任务打下了坚实基础。此次发射,旨在验证长征七号运载火箭设计正确性和各项性能指标,考核海南文昌航天发射场系统执行任务能力,检验工程相关系统间的协调性和匹配性。

      系列型号

      基本型

      长征七号运载火箭是中国新一代中型运载火箭,主要用于载人空间站
      计算运力达13.5吨。

      发展型

      (wuqI.ttcX.NeT)
      长征七号中型火箭构型的命名约定:名称为CZ-7XYZ,代号中的X代表级数,Y代表助推器个数,Z代表助推
      长征七号发展型号图表1 长征七号发展型号图表1 (wuqI.ttcX.NeT)
      器类型,对有固体助推器的构型用S表示,对液体助推器省略。对有上面级状态增加(SM)区分;对芯二级采用氢氧发动机的构形,增加(HO)加以区分。如捆绑2个2米直径的固体助推器、芯二级采用氢氧发动机的两级构型命名为CZ-722S (HO)。按照上述命名规则,基本型CZ-7的代号为CZ-724,简称为CZ-7。由天天查询武器大全编辑
      根据火箭级数不同助推器个数不同是否与上面级组合等,中型运载火箭可构建几十余种构型表1列出了可能组合中的几类典型构型 。

      优先发展型

      在论证过程中,对两级(半)状态的LEO、SSO运载能力,两级半与上面级组合的状态的SSO运载能力,三
      长征七号优先发展型号图册长征七号优先发展型号图册
      ,近地点200千米,远地点400千米(空间站轨道);SSO:高度700千米; GEO:标准地球同步轨道。
      ①对于中型运载火箭,基本型CZ-7既可满足载人航天工程发射货运飞船的需要,也能参与主战场LEO和SSO有效载荷的发射;研制成功后能为中型运载火箭其它构型的发展奠定良好的基础。
      ②在中型运载火箭的可能构型中,利用CZ-7的一级和现有CZ-3A系列的三级组合的两级无助推器构型CZ-720 (HO),以及在CZ-720 (HO)基础上捆绑固体助推器的构型CZ-722S (HO),可满足未来大部分SSO轨道卫星的发射需要;这两型火箭能同时适应在酒泉太原海南卫星发射场发射,能兼顾LEO、SSO、GEO三种轨道的发射,具有适应性强继承性好扩展性好的特点,应优先考虑该构型的发展。
      ③对于发射GEO有效载荷的火箭选择,在CZ-7基础上增加CZ-3A系列的三子级的构型CZ-734GEO运载能力
      长征七号优先发展型号表2 长征七号优先发展型号表2
      可达7吨,基本能满足GEO现有平台和未来新平台标准型的要求,应优先考虑该构型的发展;在CZ-734的基础上去掉两个助推器的CZ-732的CEO运载能力约4.5吨,结合未来GEO卫星的实际需求适时考虑该构型的发展。wuqI.TTcX.Net天天查询编辑
      综上所述,中型运载火箭优先发展的4个构型包括:CZ-7、CZ-720 (HO)、CZ-722S (HO)以及CZ-734以上4个主要构型形成了一个运载能力覆盖较为全面的中型运载火箭系列,中型运载火箭运载能力覆盖情况,LEO轨道运载能力覆盖5.5-7.5-13.5吨; SSO轨道运载能力覆盖2.9-4.4-5.5吨; GTO轨道运载能力覆盖1.5-2.4-4.5-7.0吨。

      基本参数

      外型及规格
      高度/米53.1
      芯级直径/米3.35
      助推器直径/米2.25
      起飞质量/吨584~597
      级数2.5
      起飞推力/吨(千牛)734(7195.14)
      起飞推重比1.2
      运载能力
      目标轨道轨道高度/千米轨道倾角/°运载能力/吨典型载荷
      LEO200/4004213.5天舟一号
      SSO7001085.5
        
      备注:
      1. 长征七号发射场位于中国文昌卫星发射中心,纬度19°19′00.18″N。
      2. 轨道缩写对照:
        LEO:Low Earth orbit,近地轨道
        SSO:Sun-synchronous orbit,太阳同步轨道
      火箭参数

        
      助推器×4第一级第二级整流罩
      长度/米27N/AN/AN/A
      直径/米2.253.353.354.2
      起飞质量/吨约77.5×4约160约100N/A
      推进剂液氧/煤油液氧/煤油液氧/煤油无此结构
      发动机单台单摆YF-100×4两台双摆YF-100
      两台不摆动YF-115
      海平面推力/千牛(吨)
      1199.19(122.3)×42398.38(244.6)600(61.2)
      真空推力/千牛(吨)
      1339.48(136.7)×42678.96(273.4)720(73.47)
      海平面比冲/米每秒(秒)
      2942.0(300)2942.0(300)N/A
      真空比冲/米每秒(秒)3286.2(335)3286.2(335)3349(342)
      发射时序
        
      时间参数名称备注
      -7.5s点火
        
      0起飞
        
      +15s
        
      程序转弯
        
      +173s助推器分离
        
      +186s一级发动机关机一级完成任务,由二级继续完成发射任务。
        
      +187s一二级分离
        
      +216s天天查询武器大全
        
      抛整流罩
        
      +596s二级发动机关机
        
      +598s级箭分离或船箭分离/星箭分离
        

      动力系统

      by wUQI.tTcX.NET

      YF-100

      wuqi.TTcx.neT编辑
      长征七号四个助推器,每个使用一台YF-100液氧煤油发动机(单摆);火箭芯一级使用两台YF-100液氧煤油发动机(双摆)。(wuqI.ttcX.NeT)
      性能参数
      YF-100YF-100
      天天查询武器大全
      YF-100采用分级燃烧循环,富氧预燃。
      地面推力:1199.19千牛 (122.3吨)
      地面比冲:2942.0米/秒(300秒)(TtcX.net)
      真空推力:1339.48千牛 (136.7吨)
      真空比冲:3286.2米/秒(335秒)
      液氧流量:296.39千克/秒
      煤油流量:113.31千克/秒天天查询WUqi.TTcx.nEt编辑
      总流量:409.70千克/秒
      混合比:2.6
      喷口面积:1.406平方米
      喷口直径:1.338米
      喷管面积比:35天天查询武器大全
      推力调节:65%~100%由天天查询武器大全编辑
      长3米武器大全由WUQi.TTCx.Net编辑
      重1.9吨(WUqI.tTCX.Net)
      助推器试车(167秒):第一次(于2013年11月13日完成),第二次(于2013年12月17日完成)
      芯一级试车(188秒):第一次(于2014年4月19日完成),第二次(于2014年6月16日完成)

      YF-115

      长征七号火箭芯二级由四台YF-115液氧煤油发动机组成,其中两台不摆动,两台双摆。(ttcx.net)
      性能参数:
      分级燃烧循环,富氧预燃。
      YF115YF115
      (wuqI.ttcX.NeT)
      地面推力:150千牛(15.3吨)
      真空推力:180千牛(18.37吨)
      真空比冲:3349米/秒(342秒)
      燃烧室压力:12Mpa
      混合比:2.5
      喷管出口直径:946mm
      高度:2325mm
      喷管面积比:88
      推力调节范围:80%至100%
      混合比调节范围:±8%(TTCx.Net)
      循环方式:补燃循环
      研制时间:2002年至2014年(TtcX.net)
      芯二级试车:第一次(于2014年8月29日完成) 由wUqI.tTCX.nEt编辑

      发射设备

      发射场

      文昌卫星发射场于2009年9月14日开工建设,在这之前文昌市政府联合相关单位专门成立了“文昌航天发射
      发射场设施设备照片发射场设施设备照片
      by ttCX.nEt
      场”办公室,征用了16000亩土地用于发射场的建设,市区距离发射场只有30来公里。
      文昌新建航天发射场有“五大理由”:一是地理位置优越;二是大型运载火箭可以海上运输;三是沿海与内陆相结合;四是高低纬度相结合;五是各种射向范围相结合。

      发射工位

      文昌发射场建有两个发射工位,一个是发射长征五号的10
      1工位,还有一个是发射长征七号的102工位。

      发射平台

      长征七号发射平台由中国航天科技集团公司一院15所和519厂安装调试,“长七”发射平台主体结构长26米,宽23米,高8.7米。

      研制团队

      设计团队

      总设计师:范瑞祥
      设计人员设计人员
      副总设计师:程堂明
      总体主任设计师:陈风雨
      设计人员:扈晓斌、李彩霞

      管理团队

      总指挥:王小军
      副总指挥:张涛
      动力系统前端指挥:魏一 (TTCx.Net)
      动力系统后端指挥:邓新宇

      研制进度

      时间相关内容相关单位备注
      2010年新一代中型火箭长征七号立项航天一院(中国运载火箭技术研究院)
      2011年11月长征七号正式全面进入初样研制阶段中国航天科技集团公司
        
      2012年2月长征七号运载火箭发动机抽真空系统顺利通过发动机试车试验航天一院15所
      2012年5月120吨级液氧煤油发动机工艺验收试车圆满成功航天六院
      2012年10月长征七号首个氧贮箱下架航天一院211厂
      2012年11月火箭增压输送系统半数阀门完成总装航天一院
        
      2012年12月29日CZ-7二级动力系统飞行状态首次四机并联发动机试车获得成功航天六院
      2013年2月长征七号由“初样”转入“试样”阶段航天一院by ttCX.nEt
        
      2013年3月长征七号运载火箭首个芯级贮箱下线航天一院211厂
        
      2013年3月长征七号火箭助推氧化剂箱体完成并下架航天一院703所
      2013年10月长征七号火箭首个助推器完成总装航天一院211厂
      2013年10月长征七号火箭低温箱底通过强度考核航天一院211厂
      2013年11月13日长征七号火箭助推器试车成功航天六院101所
      2013年11月长征七号首个一级试验箭体开始总装航天一院211厂
      2013年12月17日长七火箭助推器第二次动力系统试验成功航天六院101所
      2014年1月长征七号火箭二级煤油箱底通过验证航天一院211厂
      2014年1月长征七号运载火箭控制系统地面测发控设备交付航天九院200厂
      2014年2月长征七号火箭首个芯一级箭体总装全面展开航天一院211厂
      2014年3月航天科技集团研制长七火箭携飞船开展联合试验航天一院211厂
      2014年3月中国新一代运载火箭联合指挥部成立航天科技集团公司
      2014年4月中国长征七号火箭首个芯二级动力试车箭开始总装航天一院211厂
      2014年4月19日长征七号火箭芯一级动力系统第一次试车取得成功
        
      航天六院101所
      2014年5月长征七号运载火箭首个整流罩在一院211厂下架并顺利完成合罩航天一院211厂
      2014年6月16日长征七号火箭芯一级动力系统第二次试车取得成功
        
      航天六院101所
      2014年6月18吨液氧煤油发动机单次1500秒长程热试车取得成功航天六院101所
      2014年6月长征七号活动发射平台在海南完成首次行走试验
        
      航天一院15所
      2014年8月长征七号运载火箭转阶段研制全面展开航天一院
      2014年8月长征七号火箭首次助推分离试验获成功航天一院211厂
      2014年8月中国新一代运载火箭研制队伍誓师 首飞进入冲刺
        
      航天科技集团公司
      2014年8月29日
      长征七号运载火箭芯二级动力系统试车圆满成功
      航天六院101所
      2014年9月长征七号运载火箭合练箭开始全面总装航天一院211厂
      2014年9月
      长征七号运载火箭发射平台安装、调试完毕
      航天一院519厂
      2014年12月26日长征七号合练箭抵达文昌发射中心航天一院
        

        
      2015年1月16日长征七号合练完成,从文昌返回天津航天一院
        
      2015年5月长征七号3.35米直径低温贮箱通过爆破试验完成航天211厂天天查询武器大全
        
      2015年6月长征七号运载火箭通过了航天科技集团公司与一院联合评审航天一院
        
      2015年9月
        
      长征七号运载火箭完成二级喷水试验航天一院15所
      2015年9月长征七号运载火箭全箭模态试验航天一院702所
      2015年9月长征七号运载火箭开展海运环境测试航天一院
        

        
      2015年9月长征七号运载火箭完成二级喷水试验航天一院15所
        
      2015年10月15日长征七号芯一级双机200秒试车完成航天六院
        
      2015年12月长征七号遥一运载火箭最后一个助推贮箱完成焊接下架航天211厂
        
      研制图集研制图集
      by ttCX.nEt
      武器大全WuQI.TTcx.NEt编辑
      研制图集3研制图集3
      (wUqI.ttcX.net)

      发射任务

      发射时间发射火箭编号载荷轨道发射场及工位结果
      2016年6月25日20时00分长征七号遥1新一代多用途飞船缩比返回舱、遨龙一号、翱翔之星、天鸽飞行器 近地轨道文昌卫星发射场102工位成功
      2017年4月长征七号遥2天舟一号近地轨道文昌卫星发射场102工位
      预计 天天查询WUqi.TTcx.nEt编辑

      首飞任务

      发射入轨

      2016年6月25日20时00分,我国新一代运载火箭长征七号
      长征七号首飞成功长征七号首飞成功(TTCx.Net)
      (TtcX.net)
      在海南文昌航天发射场点火升空。约603秒后,载荷组合体与火箭成功分离,进入近地点200千米、远地点394千米的椭圆轨道,长征七号运载火箭首次发射圆满成功。这是长征系列运载火箭的第230次飞行。 wuqi.TTcx.neT编辑
      20时38分,遨龙一号与组合体分离。21时42分,由西工大师生设计的小卫星“翱翔之星”成功与“摆渡车”分离,成功进入预定的350千米近地轨道。 由天天查询武器大全编辑

      搭载6项7个载荷

      长征七号运载火箭首次飞行任务,是我国新一代中型运载
      长七首飞任务轨道图 长七首飞任务轨道图
      火箭的首次研制性飞行试验。为充分发挥长征七号运载火箭首飞的综合效益,综合统筹有关需求,长征七号搭载了远征1A上面级、多用途飞船缩比返回舱、遨龙一号空间碎片主动清理飞行器、天鸽飞行器(2个)、在轨加注实验装置和翱翔之星立方星等6项7个载荷。
      远征1A上面级:本身也是一种航天器,具有独立自主飞行、多次启动、长时间在轨等特点,由长征七号运载火箭发射进入地球轨道后,能将其他有效载荷从某一轨道送入其他轨道或空间位置。远征1A的主要任务是:验证多次启动、长时间在轨飞行等技术,并作为其它载荷的搭载平台,按程序将遨龙一号、翱翔之星、天鸽飞行器分别“摆渡”到不同的预定轨道,开展相关在轨试验。
      多用途飞船缩比返回舱(以下简称返回舱):多用途飞船
      缩比返回舱高约2.3米,最大外径2.6米,总质量约2600千克,采用返回舱加过渡段的两舱构型,外形为全新的倒锥形,由长征七号搭载升空后在轨飞行时间约20小时。试验的主要任务是:获取返回舱飞行气动力和气动热数据,验证可拆卸防热结构设计、新型轻量化金属材料制造等关键技术,并开展黑障通信技术试验,为后续新型载人飞船的论证设计和关键技术攻关奠定基础。
      遨龙一号——空间碎片主动清理飞行器:将在前期技术研究和地面试验的基础上,以模拟的空间碎片为目标,验证碎片清除关键技术,任务结束后进行钝化处理。
      天鸽飞行器此次搭载2个天鸽飞行器,将开展在轨信息中继技术试
      验,也可以作为信息中转站,进行天地信息传输。
      在轨加注实验装置其作用类似于“空中加油机”,用于在空间轨道上为卫星、空间站等航天器进行气、液补给,延长航天器的工作寿命。在轨加注实验装置与远征1A上面级不分离,试验任务结束后再入大气层烧毁。
      翱翔之星立方星:采用标准立方星理念设计,是由西北工业大学研究生及青年教师参与研制的世界首颗12U立方星,质量33千克,在轨工作寿命1年,将开展地球重力场测量、空间抗辐射实验以及自然偏振光导航技术验证等一系列创新实验。 天天查询WUqi.TTcx.nEt编辑

      返回舱成功返回

      (TTCx.Net)
      2016年6月26日15时04分许,长征七号搭载的上面级和返回舱组合体 在飞行第13圈后,远征1A上面级开始第三次点火返回制动,返回舱与上面级顺利进入预定的返回轨道。随后,上面级调整姿态使返回舱呈现与水平面约50多度的返回姿态。武器大全
      15时17分许,在距地面约170公里的太空中返回舱与上面级与分离。级返分离后,上面级按预设程序开始第四次点火轨道制动,抬升至安全运行轨道。随后,着陆场系统的测控设备开始对返回舱实施测控跟踪,在经历再入大气层、通过黑障等阶段后,在距地面20多公里高空,返回舱打开稳定伞并稳定姿态。接着,返回舱脱掉稳定伞,弹出伞舱盖,打开了减速伞,主降落伞在减速伞的拖拉下成功打开。
      15点41分,长征七号运载火箭搭载的多用途飞船缩比返回舱成功着陆在内蒙古巴丹吉林沙漠腹地的东风着陆场西南戈壁区,外观良好,状态正常。
      6月26日23时,返回舱已经检查回收完毕,安全转运至酒泉卫星发射中心。
      多用途飞船缩比返回舱的成功回收,为后续新型载人飞船的论证设计和关键技术攻关奠定了重要基础,标志着我国长征七号运载火箭首飞任务既定目标全部实现。 by wUQI.tTcX.NET

      多用途飞船缩比返回舱

      wuqI.TTcX.Net天天查询编辑
      此次跟随长七火箭首飞的多用途飞船缩比返回舱属于新一代
      载人飞船,这是我国新一代载人飞船的首次试验飞行,表明新一代载人飞船前期研发工作已经启动。出于节省科研经费的考虑,此次执行任务的返回舱是正式型的缩小版。
      由中国航天科技集团公司五院抓总研制的多用途飞船缩比返回舱是我国未来载人深空探测任务关键产品,此次飞行试验成功验证了我国新一代多用途飞船的返回舱新气动外形,突破了航天器可重复使用设计、验证及评估技术,新型金属材料产品也经受住了苛刻返回环境的考验。这标志着我国载人深空探测技术迈上了新的台阶,为未来载人深空探测任务奠定了基础。
      主要结构特点
      多用途飞船缩比返回舱高度约2.3米,最大外径2.6米,总质量约2.6吨,采用返回舱和过渡段的两舱构型。
      我国新一代飞船返回舱为圆锥侧壁加球冠大底的结构构型,其结构主体分为顶部、侧壁、大底三部分。wuqI.TTcX.Net天天查询编辑
      顶部是返回舱的主要承力部件,需在返回段开伞过程中抵抗严
      多用途飞船缩比返回舱多用途飞船缩比返回舱由wUqI.tTCX.nEt编辑
      苛的冲击载荷。顶部有伞舱、弹射器、GNSS天线、黑障天线等设备。wuqI.TTcX.Net天天查询编辑
      侧壁包括防热层、蜂窝板和壁板,其中防热层有4块,并与蜂窝板粘贴在一起,再用螺接的方式与壁板上的筋相连接。侧壁上主要安装有姿态控制、气动测量功能的设备。
      大底是缓冲着陆冲击载荷的关键部位,由内外两层蒙皮以及夹筋桁条组成。大底由金属大底和防热大底两部分组成,其中金属大底上主要安装有信息管理、能源管理、回收、气动测量等功能的设备;防热大底上布设了气动测量功能设备。天天查询武器大全
      由于新飞船质量的显著增加,目前的长征二号F火箭已经无法满足发射要求,未来新飞船将会由长征七号火箭和长征五号火箭发射。
      形似金属不倒翁 “实战”检验气动外形
      不同于它的神舟飞船先辈们“钟罩式”的外形,多用途返回舱看起来更像一个头部窄巧、底部敦实的“金属不倒翁”。再入大气层的飞行过程中采取了大底朝前、小头朝后的“仰卧”姿态,安装在头顶的主降落伞系统顺势迎风开伞。
      此次任务中,返回舱通过配置气动测量传感器,能够测量返回舱再入大气层过程中的返回舱表面压力、温度和热流等数据,获取返回舱气动特性参数。这种通过实战来检验气动外形的验证形式在国内尚属首次,因此获得的数据也弥足珍贵,突破并验证了未来载人飞船返回舱的新气动外形设计。(WUqI.tTCX.Net)
      返回舱也可重复使用 首次采用新材料
      为了实现降本增效,返回舱在可重复使用技术上进行了探索,主要包含基础结构和电子产品两方面。
      返回舱采取了“金属结构+防热结构”的双层设计方案,其中防热结构是可以拆卸的,因此在大气层被灼蚀的防热结构在返回地面后,可拆卸、更换。这样做不仅将节省大量的运营成本,还将缩短研制周期。武器大全WuQI.TTcx.NEt编辑
      在这次的返回舱中,使用了多台随神舟飞船飞天后返回的设备,技术人员经过充分的检验、测试,“复活”了这些返回的设备,让他们成为了此次返回舱的组成部分。wuqI.TTcX.Net天天查询编辑
      值得一提的是,返回舱采用新型合金材料,这一材料在我国航天器的主结构上还是首次使用。和当前主流的航天器铝镁合金相比,它的强度更强、韧性更足,这意味着我国未来航天器有更为强健的钢筋铁骨,将极大地提升航天器的性能、延长航天器的寿命。
      超音速稳定伞防“掉头” 回收着陆技术迈入新阶段
      安全着陆是多用途飞船缩比返回舱试验任务的最后一根“接力棒”。
      返回试验舱的气动外形是未经在轨飞行试验验证的全新设计,虽然主降落伞系统能够实现360度开伞功能,但技术人员充分考虑到返回舱在再入飞行中有可能会出现小头朝前、大头朝后的俯冲姿态,返回舱逆风而行,所以采用安装超声速稳定伞增强主降落伞系统开伞的可靠性。充气张开的超声速稳定伞像一顶保驾护航的小黄帽,半球形的“头顶”和连接带拖曳着多用途飞船返回舱。一旦出现“掉头”现象,超声速稳定伞可凭借风力矫正返回舱的飞行姿态,从而保障主降落伞的正常工作。
      走向更远的深空
      随着这些技术的验证成功,我国新一代多用途飞船整体性能将实现跃升,将可以搭乘更多的航天员,还能到达更远的深空,满足未来载人深空探测任务。(WUqI.tTCX.Net)
      多用途飞船缩比返回舱瞄准的是我国未来载人深空探测,全方位满足后续在轨服务应用以及低成本天地往返运输的使用需求。 (TtcX.net)

      返回舱任务看点

      返回舱首次以弹道方式返回
      在飞船返回阶段,返回舱首次以弹道方式返回——在长征七号上面级和返回舱组合体分离后,指挥控制中心不对返回舱进行控制,返回舱依靠分离时的速度和姿态返回着陆。
      “这与我们发射任务的试验目的有关。”卞韩城说,这次发射就是验证返回舱的气动外形设计,获取返回再入过程中返回舱的气动力和气动热特性等试验数据,为我国新一代多用途飞船的论证设计和后续关键技术攻关提供支持。
      “这就需要我们设计一些不同状态特别是复杂条件的试验环境以获取更为全面的数据。”卞韩城说:“以弹道方式返回就可以获取返回舱在不受地面指挥控制中心控制的条件下的相关参数,对于实现我们的试验目的起到积极作用。”
      着陆点首次瞄准在沙漠
      以往的飞船返回点大多是较为平整陆地、海上。这次把返回舱着陆点瞄准在沙漠在载人航天工程历史上还属首次。“这样做的目的同样是为了获取返回舱更全面的试验数据。”卞韩城说。(WUqI.tTCX.Net)
      这次设定着陆的沙漠是位于内蒙古西部的巴丹吉林沙漠,其地形复杂多样,有沙山、沙梁、湖泊等。这对于获取试验数据的实践意义非常大。
      此外,在沙漠里进行搜索回收,对空中和地面搜索回收分队是一次极大的考验,比如,直升机如何降落、车辆如何行驶、如何通过沙梁沙山、如何实施返回舱回收等,这些都需要搜索回收力量努力攻关解决。“从另一方面看,这也锻炼了队伍,提高了队员在恶劣环境下完成任务的能力。”卞韩城说。
      卞韩城说,从工程建设和任务实施角度看,选择在沙漠着陆还有诸多优势:沙漠基本为无人区,回收难度虽然大一些,但安全隐患相对较小。由于沙土较软,对返回舱损害较小;多一些落区选择,有利于飞船、卫星的应急返回。(WUqI.tTCX.Net)
      三道“接力棒”确保返回舱着陆“全程透明”由wUqI.tTCX.nEt编辑
      长征七号搭载的多用途飞船缩比返回舱作为新一代多用途飞船返回舱模型,在完成气动外形数据采集之后,首次以弹道式返回东风着陆场。在2万多平方公里的沙漠戈壁,怎样才能实时监测、快速回收返回舱?酒泉卫星发射中心研究员卞韩城告诉记者,返回舱着落监测就像一场长跑接力赛,需要传好4道接力棒。
      第一棒:返回舱进入距地面100公里的高空后,在着陆轨道附近的多个雷达和光学观测站开始启动,这些测量设备从新疆阿克塞到内蒙古阿拉腾,延绵近几千公里,主要负责返回轨道测量和返回景象拍摄。
      第二棒:随着返回舱不断下降,测量通信分队将观测数据发送给空中待命的运八飞机,继续对返回舱进行接力式跟踪。返回舱下降至距地面10公里高度时打开主伞,信标机发出信号。此时,飞机上的定向仪对返回舱信号进行搜索获取返回舱坐标,同时将数据传回北京指挥控制中心。
      第三棒:直升机搜索分队在接收到北京指挥控制中心传来的返回舱预报落点后,指挥直升机引导3架直升机布阵展开搜救,从不同的方向向返回舱着陆点快速推进,同时引导地面搜索分队赶赴着陆点。
      沙漠应急停机坪确保直升机起降wuqi.TTcx.neT编辑
      返回舱运出沙漠最便捷的方式是直升机吊运。但在实际演练中发现,直升机在沙漠中吊运返回舱需要较长时间的低空稳定悬停,期间阵风、扬沙、发动机过载等问题随时都有可能发生,具有较大安全隐患。如果能让直升机在沙漠中着陆,搜索回收人员就可以从容地将返回舱拖挂到直升机。
      如何在沙漠中搭建一个合适的着陆平台成为一个难题。搜索队员经过多次实验后找到了“独门秘笈”:用16块加厚帆布拼成一个1600平方米的应急简易停机坪,同时就地取材,把沙子装袋固定帆布。一个稳定而适合直升机着陆的停机坪就建成了。武器大全由WUQi.TTCx.Net编辑
      卞韩城说,使用这种方法既有效解决了直升机降落问题,同时还节省了成本。“整个应急停机坪的成本只有2万元,而一个普通停机坪建设费用动辄数十万元。”

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