|
长征七号是首个揭开神秘面纱的“数字火箭”，它采用全数字化手段完成研制，突破了三维协同设计、三维设计数据管理及基于三维的流程仿真、飞行综合性能仿真等多项关键技术，打通了从设计到制造的全三维流程。
记者了解到，该火箭在全研制流程中没有一张纸质图纸，研制团队称其设计从纸质“连环画”变成了“3D电影”。
在生产加工阶段，该火箭实现了“一键式”加工。过去加工某金属零部件，先要根据二维图纸画出工序草图，手工编制工艺规程，然后进行车、铣、镗等系列工序。如今从原材料变为成品，只需按动数控机床按钮即可完成，且合格率达100%。
在试验、装配阶段，该火箭应用了“虚拟现实技术”，可实现虚拟装配、虚拟试验，模拟火箭实际装配和试验环境，提前预见可能发生的问题，确保火箭试验、装配一次成功。长征七号的研制成功，代表了我国运载火箭研制的最高水平，使我国新一代运载火箭的数字化设计能力跻身国际先进行列。 采用我国具有自主知识产权的两种新型液氧煤油发动机，不仅绿色环保，而且提高了火箭性能，平均成本仅为常规推进剂的十分之一。
张涛介绍说，过去我国单台火箭发动机最大推力为75吨，而长征七号发动机的推力达到120吨，提升了约60%。
同时，传统火箭需要在发射前几小时内加注燃料，而长征七号经过专门的设计和演练，加注的低温燃料可以安全停放24小时，创下了低温燃料停放时间最长纪录，可为火箭的成功发射争取了更多有利时间。“加注燃料以后如果遇到什么问题，比如仪器、设备出现故障，争取这个时间，可以有24小时把故障排除。”张涛说。 长征七号的外形和我国现有的火箭体型差别不大，但为了储存更多的燃料，提供更强的动力，它的助推器长约27米，接近现役火箭助推器长度的两倍，而这种改变也要求对火箭的设计进行全面更新。
记者了解到，传统火箭固定助推器需要两个捆绑点，而长征七号又增加了一个捆绑点，载荷、捆绑装置等设计难度大大增加，但可靠性大幅提升。
复杂的结构也给长征七号控制系统带来了全新挑战。为了更精确地控制飞行过程，该火箭控制系统和增压系统实现了冗余。控制系统创新采用了143项智能控制软件，达到现役火箭软件使用量的30倍，大大提高了控制精度。火箭每个舱段都装有控制系统，改变了以往集中处理的方式，减轻了控制系统压力，同时标志着我国火箭控制系统向全面数字化控制模式发展。 海南发射场气候潮湿，降水量大，全年12小时内降水5毫米至15毫米的中雨较多。长征七号研制之初，设计团队就将防水工作列为重中之重。他们在火箭部段对接处、细小的孔径和缝隙处，都做了防水处理；在排气孔处，设计实现了排气防水双功能并举；针对低温液体贮箱加注后无法避免的冷凝水聚集问题，开设了排水孔。
“但到这里合练以后，发现很多控制系统、测量系统，还是有潮气从插头处进去。一旦火箭出现漏电、短路，将对发射构成巨大威胁。”张涛说，任务团队为此开展了大量改进工作。
同时他介绍，海南发射场的浅层风是内陆所没有的，而且风力较大，最高风速可达每秒25米左右，大大超出了火箭转场的承受极限。通过改进，长征七号已能在每秒20米风速下完成转场。
除了能适应海南发射场的气候环境，长征七号沿用了长征火箭家族3.35米直径的设计，也可以通过陆路运往内陆发射场，适应能力更强。 火箭在发射场进行的垂直总装、垂直测试、垂直转场，被称为“三垂模式”。
现役火箭中采用的三垂模式，其箭地连接工作在技术区和发射区要进行两次，而长征七号采用的新三垂模式，仅一次对接就可以完成工作，状态的一致性更好。同时前端地面测发控设备在技术区进行了充分测试，转至发射区以后出现故障的概率更低，有效提高了发射的可靠性。这也缩短了发射工作时间，降低了火箭转场后遇到恶劣天气再返回技术区情况的发生概率。 作为新一代中型运载火箭，长征七号将开启我国航天任务的全新阶段，应用前景十分广阔。
记者了解到，该火箭完成首飞任务之后，下一步将承担我国首个空间货运飞船——天舟一号的发射，为我国长期有人照料的空间站搭建起天地运输走廊。通过一定子样的飞行考核验证后，还将具备执行载人飞船发射任务的能力。
此外，通过简单的适应性改造，该火箭在短期内即可具备发射高、中、低轨各种应用卫星的能力，以满足当前国内外主流卫星发射市场的迫切需求，成为中国航天面向市场化、国际化的主力火箭和金牌火箭。
预计到2021年左右，长征七号各项技术趋于稳定时，将承担我国80%左右发射任务。 |
|
|
