(資料圖片)
8月9日,“捷龍三號”圓滿完成整流罩靜力及分離試驗,充分驗證了火箭整流罩設計方案、工藝方案、質量可靠性、最大可用包絡等。“捷龍三號”是中國航天科技集團一院所屬中國長征火箭有限公司抓總研制的四級固體運載火箭,本次試驗的成功,標志著該箭工程階段大型地面試驗圓滿收官,全面轉入首次飛行試驗階段。
在火箭升入太空的過程中,整流罩猶如鎧甲一般,保護衛星等有效載荷免受熱、濕、聲、振等極端環境條件的影響。整流罩就像給衛星提供了一個“家”,既要保證安全,還要舒適,在需要起到保護作用時保持穩定,完成“保護任務”后順利脫離。如此“令行禁止”,需要格外嚴謹的試驗流程。
“捷龍三號”整流罩是目前國內固體火箭使用的包絡空間最大的整流罩,這對研制團隊是全新的挑戰。對商業運載火箭而言,在整流罩“安全、舒適”的前提下,還要擁有盡可能大的包絡空間,才能搭載更多的“乘客”,提高發射任務的適應性和使用效率。
本次進行的整流罩靜力試驗主要用于驗證整流罩的結構強度和剛度,驗證設計方案的正確性,考核主承力構件的材料、尺寸、連接方式等要素的可靠性,校核捷龍三號整流罩分離計算模型等;整流罩分離試驗則驗證了整流罩對衛星最大包絡的適應性,確定了整流罩最大可用包絡。
雖然有長征系列運載火箭的成熟產品和技術可供借鑒,但“捷龍三號”在具體研制過程中,對整流罩的分離方案、能源配置、具體結構都進行了重新設計。并為了適應從三級箭體2.0米直徑向3.35米直徑的過渡變化,重新設計了整流罩的倒錐段,以期獲得更好的氣動特性。
“捷龍三號”整流罩分離試驗負責人高利軍介紹,為了保證星箭對接過程中對衛星防護到位,團隊在整流罩分離試驗中,對模擬衛星進行了碰撞危險點包絡最大化處理,整流罩在設計上充分考慮了對衛星的環境保障,所有的分離裝置采用了長征系列運載火箭使用驗證過的成熟產品,在分離解鎖流程中不會對衛星產生影響。整流罩主體結構采用蜂窩夾芯材料,可以很快衰減噪聲和沖擊,為衛星提供了很好的力學環境。并且在整流罩設計上,留有專門的環境保障設備、環境監測設備接口,保證可以隨時監測,滿足衛星的溫濕度和潔凈度要求。
在火箭飛行過程中整流罩的運動、分離中的變形等因素,都會影響整流罩的可用包絡空間的大小。因此,團隊前期與結構專業、載荷專業、分離專業等多個專業成員一起攻關,通過進行三維運動分析、衛星與火箭的耦合分析、內部凸起物的分析等,最終得到理論上的最大可用包絡。最終通過數字化分析加試驗的方式,首次挖掘出整流罩中“倒錐段”的可用包絡空間,得到了整流罩的最大包絡。
后續,研制團隊還將陸續完成全箭零秒模態試驗,出廠測試和箭地合練等工作,備戰火箭首飛。
(航天科技集團一院中國火箭公司供圖)
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