綠色環保：開啟新一代運載新征程

　　近年來，世界各國都加大了對新型運載火箭研制的力度，大直徑、大運載能力、低成本、高可靠、無污染和易操作等成為后續運載火箭發展的趨勢。同時，受越來越旺盛的微小衛星發射需求牽引，發展經濟、靈活、便捷的運載火箭，適應國際商業發射需求，也成為一種發展趨勢。

　　由此，長征六號運載火箭應運而生。
  長征六號作為我國新一代運載火箭中首型投入發射應用的火箭，首次采用了我國最新研制的高壓、大推力、無毒無污染的補燃循環液氧煤油發動機?；鸺患壷睆?.35米，采用單臺最大推力為120噸的液氧煤油發動機，二、三級直徑2.25米，分別采用一臺液氧煤油發動機和一臺常規推進劑發動機?；鸺痫w推力為1200千牛。

　　為獲得更大運載能力，長征六號火箭采用了一系列全新的設計方案，獨特的發動機氧箱自生增壓技術則是最大亮點。

　　火箭飛行中，需要不斷對發動機氧箱進行增壓。傳統設計中，需要額外增加獨立的增壓氣瓶，這會增加火箭的重量。自增壓方案利用發動機燃氣發生器的富余氧氣為一級氧箱進行增壓，能為火箭減少12個單獨增壓氣瓶以及一整套冗余增壓系統，可以大大優化火箭總體方案并減少質量隱患。由于該方案尚無應用先例，研制單位組織開展了大量試驗和攻關，并通過熱試車有效驗證了增壓系統的工作性能，僅增壓輸送系統就申請了16項專利。

　　此外，長征六號創造性地使用了發動機燃氣滾控系統，利用一級發動機渦輪泵后引出高溫高壓富氧燃氣，與發動機一起對火箭進行滾動姿態控制，以保證火箭飛行過程中的姿態穩定。這在國際上屬于首創。

　　長征六號成功發射有效驗證了我國在大推力、高可靠性、高適應性、低成本、無毒無污染運載火箭領域的關鍵技術突破，標志著我國在運載火箭現代化、推進劑無毒化方向邁出了堅實一步，也拉開了我國新一代運載火箭投入使用的序幕。

　　三平一快：“開著”火箭去發射

　　傳統火箭執行發射任務，需要分段運輸至發射場，再在塔架上完成各子級的垂直吊裝總裝和測試?，F役運載火箭中，唯有執行載人航天發射任務的長征二號F采用了垂直轉運模式。長征六號針對后續衛星發射的需求，在國內運載火箭領域創造性地采用了“三平”測發模式，對我國火箭測發模式進行了徹底變革。

　　“三平”指水平整體測試、水平整體星箭對接、水平整體運輸起豎發射。長征六號火箭以水平狀態，在廠房內完成全箭總裝、測試以及與衛星的對接，并被水平放置于專門研制的自行式整體運輸起豎車上，由起豎車運至發射工位，完成水平對接、翻轉起豎、垂直定位、燃料加注和發射等動作。整個過程一氣呵成，大大簡化了發射區操作時間和發射臺占用時間。按照設計，采用“三平”測發模式的長征六號的發射準備周期僅需7天，更符合衛星發射低成本、短周期的需求。

　　為了適應火箭“三平”測發的需要，科技人員對地面測發控系統進行了創新改進，將各種測試設備集成安裝到五個方艙內，形成了一輛移動的“體檢車”，車隨箭走，大大簡化了測發流程，減少設備數量。

　　承載長征六號的自行式整體運輸起豎車也經過了特別設計，集火箭運輸、起豎、發射臍帶塔功能于一體，火箭穩穩地“躺”在上面，就完成了從測試到加注發射的所有流程。該車輛還能實現自動無人駕駛，通過“收集數據—計算位置關系—規劃行駛路徑—路徑執行”的循環，能夠保證車輛在發射陣地的自主導航駕駛及精確定位，三向定位精度誤差不超過5毫米。

　　精準控制：太空實現“上門投遞”

　　從地面將衛星送入幾百公里外的地球軌道，飛行過程中的任何一個細微偏差，都可能導致不可挽回的損失。入軌精度越高，意味著衛星進行軌道調整所耗費的能量越少，可以有效提高衛星的在軌壽命。這是考驗火箭能力的重要指標。

　　火箭的飛行過程需要經歷點火發射、級間分離、俯仰偏航、軌道修正、發動機關機及重新點火、載荷分離等一系列復雜動作，如何確保一系列動作的精準控制，這就要仰仗火箭的“神經網絡”——控制系統了。

　　長征六號緊跟國際運載火箭發展趨勢，將控制、測量、供配電組成了全新的電氣系統，實現了箭上信息一體化、供配電一體化和地面測發控系統一體化，有效提高了火箭電氣系統的先進性、可靠性與適應性。在控制系統中，采用了雙八表捷聯慣組組合導航技術和迭代制導技術，綜合利用地面測控網、導航星座系統和中繼衛星，實現天基測控和地基測控相結合，在火箭飛行過程中對火箭狀態進行實時測量，實現更高的導航精度，確保衛星入軌精度達到百米級，實現點對點投放，達到了國際先進水平。

　　工藝革新：航天“智造”邁向工業4.0

　　長征六號在設計中緊跟國際先進水平，采用了全箭數字化協同研發及一體化總裝集成技術，引入數字化研發技術和Top-Down設計思想（即工業4.0技術），形成了從總體到分系統到重要單機、自頂向下的數字化設計流程，建立覆蓋總體、分系統及關鍵單機的三維數字樣機，替代實物模裝，大大降低了研制成本。

　　如果說將理論轉化為設計是考驗設計師的智慧，將設計轉化為實物考驗的則是制造能力。

　　長征六號一子級采用了單臺120噸液氧煤油發動機。在推力既定的情況下，要保證火箭的運載能力，減重是唯一的選擇。為了更好地降低火箭自重，長征六號首次采用了大溫差隔熱復合材料夾層共底貯箱。由于使用液氧煤油發動機，貯箱采用夾層共底結構形式，意味著夾層共底要承受液氧、煤油兩個獨立系統的正壓、反壓載荷，同時還要抵抗液氧和煤油之間將近200攝氏度的溫差?？萍既藛T耗時16個月，研制了22個貯箱，開展了六次低溫加注、強度試驗，最終攻克了夾層共底研制難題，并掌握了激光掃描及仿形加工、結構件整體膠接成型等關鍵制造技術。

　　低溫閥門的研制是另一道難關。長征六號的低溫閥門有40多種、90余件，零件生產的精度有的要比常溫閥門精確上10倍。液氧溫度低至零下183攝氏度,作為火箭管路中的關鍵部件，閥門必須適應從零下196攝氏度到50攝氏度的大溫度跨差工況要求，否則溫差變化容易造成閥門產品的收縮、膨脹變形，從而影響氣密。這對閥門的原材料選型、零件機加工精度、裝配試驗維護等等產生了一系列的影響。為了將閥門的變形減到最小，科技人員開展了為期10個月艱苦攻關和試驗，最終掌握了低溫閥門研制技術。

　　多星發射：邁向商業發射新起點

　　上世紀80年代，我國首次實現一箭三星發射技術，后續長征系列運載火箭也曾多次開展一箭多星的國內國際發射任務。一箭多星發射可以充分利用運載火箭的運載能力余量，經濟便捷地將搭載衛星送入地球軌道，為衛星發射服務提供多種選擇模式。

　　長征六號首飛采用了一箭20星狀態，將中國航天科技集團公司所屬航天東方紅衛星有限公司、深圳航天東方紅海特衛星有限公司和國防科大、清華大學、哈工大、浙江大學6家單位研制的20顆衛星送入了預定的軌道，在國內屬于首次。為了滿足多星發射的需求，長征六號還在國內首次采用了全透波衛星整流罩，使衛星整流罩具備了全向透波能力,有力改善全箭力學環境和衛星環境條件，使得衛星在旅途中更加“舒適”。

　　通過對多星發射技術的探索，我國形成了系列化、標準化的多星發射接口，為今后進一步降低衛星發射成本、提升多星發射能力奠定了技術基礎。（來源： 科技日報）