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注册领取体验金100出款_想落哪就落哪!给火箭残骸插上翅膀的“栅格舵”是个啥?
2020-01-11 15:53:53

注册领取体验金100出款_想落哪就落哪!给火箭残骸插上翅膀的“栅格舵”是个啥?

注册领取体验金100出款,11月3日,由上海航天技术研究院总研制的长征四号乙运载火箭再立新功,成功将我国高分七号卫星送入预定轨道。除了备受关注的卫星外,这次长征四号乙还验证了自己的一项“新技能”,第一级火箭残骸实现精准控制,达到了使落区范围缩小85%以上的目标。而背后借助的就是“栅格舵”系统,这次飞行试验表明栅格舵系统多项指标皆达到国内领先水平,而这也这标志着我国运载火箭垂直起降迈出成功一步。

一二级火箭中间白色部分包裹的就是“栅格舵”系统。

众所周知,火箭一般由两到三个子级组成,其最底下的一子级,在推进剂燃烧殆尽后,就会通过大气层坠入地面。要知道,从天上掉下来的这个“残躯”,虽然经过大气摩擦后会烧掉一部分,但还是会有“大块头”落到地面。通常来说,为了保证落区人员财产安全,在火箭发射期间,都会对落区群众进行疏散。以往,运载火箭一子级残骸落区范围高达1900平方公里,每次发射需要动用大量人力、物力和财力确保落区人民生命安全、生活安全和财产安全。但随着我国经济社会的发展,原来人烟稀少的内陆落区逐步发展成人口稠密区域,再加之我国航天发射任务趋于高密度发展态势,使得落区环境安全成为航天发射的一大痛点。

怎么办?能否让一子级火箭使命完成后,按照工程师设计的线路实现精准着陆?这就是“栅格舵”要完成的使命。简单来说,栅格舵是一种火箭飞行姿态控制装置,通过它们可以控制回收时的姿态,确保火箭残骸能够落在设定区域。在火箭向上冲向天空的过程中,“栅格舵”紧紧贴着火箭不工作;当火箭的一子级完成使命再入大气层的时,“栅格舵”正式开始工作,它就像给无控的一子级装上一对“聪明灵活的翅膀”。

“栅格舵”像给无控的一子级装上了一对“翅膀”。

对于这一创新性试验,上海航天技术研究院费了不少脑筋。首先,栅格舵究竟在哪一型火箭上搭载?经专家反复对比,近地轨道主力运载火箭长征四号乙系列火箭近年来面对着高密度的发射任务,可以较好的承担起此项重任。长征四号系列火箭型号两总也对此大力支持,并提出:“栅格舵落区精准控制是通往绿色航天的重要一步,可根据可靠性高、经济性优,不影响主任务的工作思路有序推进。”

在一子级火箭再入返回段中,栅格舵将完成解锁-展开-控制指令转动等一系列复杂动作,即使此时要承受上千度的高温和数吨冲击力,也要确保控制和测量子系统核心单机尽可能不受影响。为此,上海航天栅格舵研制团队在项目研制过程中突破了基于栅格舵的一子级气动特性研究、精确返回控制技术、热防护技术和低成本独立高集成度的电气综合系统四项关键技术。每一项技术,都是一块难啃的骨头。

就拿热防护技术来说,在一子级返回飞行过程中,由于速度高达2300米/秒,导致栅格舵需承受上千度的高温,若防热措施不到位,将导致栅格舵在高温下损毁。由于栅格舵团队的目标是瞄着标配化的方向发展,轻量化、减少火箭运载能力的损失也是很重要的一点。选用何种防热材料、设置多厚的涂层厚度才能在保证耐高温和轻量化之间取得最优,是一道高难度考题。研制团队为此绞尽脑汁,通过调研多家材料生产单位,试用多种涂层厚度,排列组合下来也有近十几次的防热试验。功夫不负有心人,多次试验后总算攻克了舵面前缘热防护技术,保证了栅格舵系统成功抵御外界复杂环境的影响。另外,尤为值得关注的是,研制团队设计的栅格舵系统重量是当前国内外平均水平的1/3,尽可能减少了宝贵的运载能力损失。

栏目主编:刘锟 文字编辑:刘锟

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作者:匿名