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天宫一号连续10天做实验 发射火箭置换“神经系统”

2011-10-26 14:39 南方日报 我有话说 字号:TT


  故障处置预案200多个


  ■解密


  入轨精度提高一个量级


  改进型长二F火箭副总设计师谈火箭控制系统转型


  据新华社电 与三年前护送神舟七号载人飞船上天的长二F火箭相比,发射天宫一号的改进型长二F火箭由于不需要载人,取消了控制系统中关机装置和逃逸塔分离系统。


  乍一看似乎难度降低了,然而,要圆满完成空间交会对接任务,必须要确保目标飞行器和飞船的入轨精度非常高。这对火箭的控制系统提出了更高的要求。


  如何才能完美托举天宫一号目标飞行器和神舟八号飞船精确入轨,改进型长二F火箭的控制系统发生了什么变化?记者为此采访了中国航天科技集团公司第一研究院火箭系统副总设计师宋征宇。


  给火箭置换“神经系统”


  “任何一发火箭在点火升空之后之所以能够按照预定轨迹飞行,并且最终能够精确地将目标送入预定轨道,主要是靠火箭的控制系统来完成整个过程。因此,如果将发动机比喻为火箭的‘心脏’,那控制系统则起着类似人体‘神经中枢’的作用。”宋征宇道出了火箭控制系统的重要性。


  据宋征宇介绍,此发改进型长二F火箭的控制系统是个全新的系统,从使用的方案、原理、具体设备、软硬件等方面都与发射“神七”的“长二F”发生了很大变化。“相当于给火箭置换了一个全新的‘神经系统’。”宋征宇比喻道。


  在控制系统所发生的这些变化中,制导方式首次由原来的摄动制导改为迭代制导无疑是其中的亮点。


  “打个比方说,家住五环路,工作单位在三环路。摄动制导给你规定好了具体路径,而迭代制导只是告诉你目的地,并不限制具体路径。”火箭总设计师荆木春曾这样比喻。


  抗外界干扰能力增强


  从20世纪60年代末开始,迭代制导在运载火箭上得到了应用,美国的土星—V火箭、航天飞机,欧空局的阿里安火箭,俄罗斯的能源号火箭都采用了迭代制导技术。它的主要特点是制导精度高、任务适应性强、箭上制导装置简单、对地面准备要求相对较低。


  我国载人航天工程的交会对接任务对运载火箭入轨精度、对轨道调整的适应性、可靠性等多个方面提出了很高的要求,采用迭代制导是一种较为合适的选择。国内对迭代制导方法研究已经开展多年,但将理论转化为工程实践是工程设计人员必须解决的重点课题。


  宋征宇表示,由于载人航天工程二期要进行交会对接任务,对天宫一号目标飞行器来说,入轨精度并没有很高,但对神舟八号飞船来讲,由于要对接就要求其精确入轨,以便能顺利和天宫一号在太空胜利会师。这样,即便再提高惯性器件的精度,原有的制导方法也难以满足入轨精度要求,只能采用更为先进的迭代制导技术了。


  “采用迭代制导以后,火箭不仅入轨精度提高了一个量级,而且在飞行过程中对外界干扰的适应能力增强了。高的入轨精度可以调整飞船自身调整轨道的工作,从而节省了燃料、提升了运载能力,可以搭载更多的有效载荷来进行相关的科学实验,延长使用寿命。”宋征宇表示。

 

责任编辑:张晓芳

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