从“掌秤”到总装发射:引力一号遥三火箭关键测试收官助推商业航天提质增效

在山东省海阳市东方航天港的总装集成测试中心,一项看似简单却极为关键的工作正在进行——为火箭各子级"掌秤"。这个当地的通俗叫法,实际上是火箭发射前的精密称重测试,直接关系到火箭能否顺利进入下一阶段的垂直总装程序。 引力一号遥三运载火箭的芯级、助推器、整流罩等部件已陈列在宽敞明亮的厂房内,等待着最后的验收。桥式起重机的轰鸣声中,长十余米、重数十吨的火箭芯一级被缓缓吊起,操作手董磊手持控制设备,目光紧盯箭体的每一个细节。经过精确测量,该子级的体重完全符合设计范围。后续,中心将逐一为火箭的每个子级进行称重,全部合格后,这枚火箭才具备转场进行垂直总装的条件。 火箭称重看似平凡,实则蕴含深刻的技术考量。与普通物体称重精确到小数点后一位不同,千倍于人体重量的火箭子级,其称重精度也要达到0.1千克量级。这种极高的精度要求源于火箭对重量的极端敏感性——微小的重量变化都可能对飞行轨迹产生显著影响。 东方空间通用运载火箭总装集成测试中心副主任王武钦介绍,火箭的飞行弹道是根据标准重量参数设计的,但在实际装配过程中,由于防热材料用量、零部件选择等多种因素的影响,产品的实际重量往往会出现偏差。为箭体复称的目的,就是获取这些偏差数据,进而对控制参数进行精确修正,确保火箭能够按照预定轨迹精准飞行。 引力一号火箭之所以备受关注,在于它在全球固体火箭领域创造了多项纪录——最大的起飞重量、最强的推力、最大的近地轨道运载能力。突破固体火箭运力瓶颈的关键,在于其采用的创新构型:芯级三级串联加四枚固体助推器的"三级半"捆绑方案。 在增加火箭运力的两条主要路径中——加大芯级直径或捆绑助推器——东方空间选择了后者。此选择的战略意义在于设计的灵活性。王武钦表示,采用捆绑构型后,未来可以灵活配置固体助推器或液体助推器,甚至可以根据具体任务需求,让火箭不带助推器、带两个或四个助推器,从而构建更加丰富的火箭型谱,满足不同用户的多样化需求。 然而,捆绑式火箭的技术复杂性远超串联式火箭。相比串联式火箭采用的纵向分离方式,捆绑式火箭采用侧向分离,既要确保"绑得牢、分得开"的安全可靠性,又不能因分离而影响芯级火箭的姿态和稳定工作。这涉及结构力学、材料学、控制学,以及软件、电器、气动环境等多个专业领域的交叉耦合。 具体的技术难点尤为突出。助推器与芯级之间采用"球头"与"球窝"的结构形式连接,在有限的受力面上需要承受约200吨的载荷。同时,火箭飞行时处于高频振动环境,高压承载与高频振动叠加,会产生极大热量。如果材料性能达不到要求,就会在高温下融化,冷却后相当于被"焊死",导致助推器无法按时分离,后果不堪设想。 目前,国内采用捆绑构型的运载火箭主要集中在"长征"家族,包括长征二号F、长征三号乙、长征五号、长征七号等。引力一号则是国内已经发射的商业火箭中唯一采用捆绑式构型的火箭,填补了国内全固体捆绑火箭技术的空白,具有重要的示范意义。 王武钦强调,掌握捆绑式火箭技术对国内商业航天产业发展具有战略价值。无论在研发、生产、制造还是未来发展规划上,这项技术都能让我们拥有更大的自主可控能力,为国内火箭产业的长远发展奠定坚实基础。 在厂房的另一端,引力一号遥四运载火箭的电器产品正在进行散态测试,通过线缆连接的各类设备正在接受性能验证和接口匹配检测。王武钦介绍,遥三火箭的工作即将收尾,预计3月份就会转场准备发射任务,随后遥四火箭将紧跟着进入测试阶段。"今年我们的生产任务非常紧凑。"他说。 调度员姜哲的工作日程表已经排得满满当当。引力二号火箭近期要开展二子级试车,需要进行全面的任务排查;引力一号那边也要一直忙到年底,所有工作都是为了保证火箭能顺利进行垂直总装。面对繁重密集的任务,姜哲既感到压力,也充满了兴奋。

从精确到0.1千克的重量测试,到突破性的捆绑构型设计,引力一号的研制过程充分表明了中国航天人精益求精的工匠精神和勇于创新的开拓意识。在全球商业航天竞争日益激烈的背景下,这类核心技术的突破不仅代表着中国航天实力提升,更为我国参与国际航天市场竞争奠定了坚实基础。随着更多创新技术的应用和产业化能力的提升,中国商业航天必将迎来更加辉煌的发展。