兩項(xiàng)“超能力”筑牢安全屏障

文／王 猛 李 淼 花劍章 本刊記者 何 亮 付毅飛

3月29日17時(shí)50分，我國首型固體捆綁中型運(yùn)載火箭長征六號改（以下簡稱長六改）在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，標(biāo)志著我國新一代運(yùn)載火箭家族再添新成員，進(jìn)一步完善了我國新一代運(yùn)載火箭的型譜建設(shè)。

在一系列技術(shù)新突破中，除首次實(shí)現(xiàn)了我國運(yùn)載火箭領(lǐng)域固液發(fā)動(dòng)機(jī)的“跨界合作”，長六改運(yùn)載火箭通過無人值守技術(shù)完成后續(xù)的發(fā)射流程，通過智能健康診斷系統(tǒng)保證發(fā)射任務(wù)萬無一失，共同為長六改一飛沖天筑牢安全屏障。

“無人值守”技術(shù)實(shí)現(xiàn)運(yùn)載領(lǐng)域三個(gè)“首次”

距離長六改首飛還有4小時(shí)，在測控發(fā)射大廳里，中國航天科技集團(tuán)有限公司八院（以下簡稱八院）長六改試驗(yàn)隊(duì)員正在有序推進(jìn)火箭發(fā)射前的各項(xiàng)加注以及測試工作。

與以往運(yùn)載火箭發(fā)射不同，此時(shí)，前端塔架上所有操作人員早已安全撤離，火箭發(fā)射前的所有工作都將通過測控發(fā)射大廳實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。這就是長六改火箭無人值守技術(shù)帶來的發(fā)射場景?；鸺c(diǎn)火指令發(fā)出，火箭二級加泄連接器、整流罩連接器瞬時(shí)脫落，火箭一飛沖天，八院抓總研制的長六改運(yùn)載火箭首次無人值守技術(shù)完美亮相。

長征六號改火箭無人值守技術(shù)實(shí)現(xiàn)了我國在運(yùn)載領(lǐng)域的三個(gè)“首次”：首次采用自動(dòng)對接加注技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程全流程推進(jìn)劑自動(dòng)加注；首次采用零秒脫落技術(shù)，火箭箭地連接器在起飛瞬間自動(dòng)脫落；首次實(shí)現(xiàn)推進(jìn)劑加注開始后，發(fā)射場前端無人員值守，有效保障了火箭發(fā)射任務(wù)的安全性。

“‘力氣大’，可以保證連接器脫落后將其快速收回至塔架，防止隨‘風(fēng)’飄動(dòng)對火箭起飛造成影響；‘接觸柔’，相當(dāng)于給連接器配備了‘緩沖防護(hù)墊’，減小回收的沖擊力，避免撞壞產(chǎn)品本身?！敝袊教炜萍技瘓F(tuán)有限公司八院長六改副總設(shè)計(jì)師張亮說。

“健康管家”幫助點(diǎn)火起飛“快、準(zhǔn)、穩(wěn)”

固體發(fā)動(dòng)機(jī)雖然工作可靠、使用維護(hù)簡單，但卻存在一旦點(diǎn)火就無法實(shí)施緊急關(guān)機(jī)的情況。相反，火箭芯級采用的液體發(fā)動(dòng)機(jī)則可以通過緊急關(guān)機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)關(guān)機(jī)。因此，在固體助推器點(diǎn)火為長六改火箭提供強(qiáng)大起飛推力前，需要對火箭芯級液體發(fā)動(dòng)機(jī)的健康狀態(tài)進(jìn)行診斷，在確保芯級發(fā)動(dòng)機(jī)健康無虞的前提下，固體助推器才執(zhí)行點(diǎn)火程序。

如何在發(fā)射前為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)做一次全面的健康檢查？八院長六改火箭的設(shè)計(jì)師們?yōu)榛鸺疽患壍囊后w發(fā)動(dòng)機(jī)配置了一位“健康管家”——發(fā)動(dòng)機(jī)健康診斷系統(tǒng)。設(shè)計(jì)師介紹，這個(gè)管家有“快、準(zhǔn)、穩(wěn)”三個(gè)特點(diǎn)。

發(fā)動(dòng)機(jī)健康診斷系統(tǒng)在芯級發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后開始工作，此時(shí)固體助推器尚未點(diǎn)火產(chǎn)生強(qiáng)大的起飛推力，4個(gè)助推器的重量可以將整個(gè)火箭牢牢固定在發(fā)射臺上，留給健康診斷系統(tǒng)進(jìn)行快速診斷的時(shí)間僅有0.3秒。

此前，我國的液體運(yùn)載火箭的緊急關(guān)機(jī)系統(tǒng)通常設(shè)置在地面機(jī)柜中，一旦遇到緊急情況，地面設(shè)備可以發(fā)出關(guān)機(jī)指令，但是這次長六改火箭的設(shè)計(jì)師們把這套系統(tǒng)搬到了火箭上。這個(gè)經(jīng)集成化、小型化設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)，雖然僅有一本B5書的大小，但其本事卻不可小覷。

在芯級液體發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后的2.5秒，健康診斷系統(tǒng)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)診斷窗口；2.5—2.8秒，在短短的0.3秒內(nèi)，這位“健康管家”會在前期收集的大量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，對發(fā)動(dòng)機(jī)的健康狀況進(jìn)行診斷：若監(jiān)測到發(fā)動(dòng)機(jī)存在問題，要在須臾間完成故障發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)緊急關(guān)機(jī)，確保固體助推器不再執(zhí)行點(diǎn)火程序。

此外，長六改在國內(nèi)首次采用伺服系統(tǒng)在線故障診斷與自適應(yīng)重構(gòu)技術(shù)，火箭飛行過程中，當(dāng)某臺伺服機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障時(shí)，智能“大腦”會根據(jù)自我診斷后的結(jié)果，重新進(jìn)行計(jì)算并分配控制指令，實(shí)現(xiàn)火箭飛行的智能控制。