長征三號乙運載火箭(CZ-3B)
總體設(shè)計“重新規(guī)劃”
總體部在火箭設(shè)計,、研制中扮演著“靈魂”的作用,?？傮w部的設(shè)計人員把對火箭的每一個細節(jié)的“良苦用心”通過總體參數(shù)來予以體現(xiàn),，并最終傳遞給每一個分系統(tǒng)的設(shè)計人員,。
“盡管長三丙火箭繼承了長征三號甲火箭和長征三號乙火箭的成熟技術(shù)和成熟產(chǎn)品,，但是從總體參數(shù)來看,，總體設(shè)計狀態(tài)與前兩枚火箭有很大的不同,?！币辉嚎傮w部副主任設(shè)計師李聃向記者如是介紹到,。
他拿總體設(shè)計中的幾個重要組成部分——氣動設(shè)計、彈道設(shè)計,、載荷設(shè)計,、姿態(tài)控制設(shè)計為例,，向記者剖析了其中的奧妙所在。
“拿氣動特性而言,，正如不同外形的汽車,，其在行駛過程中產(chǎn)生的風(fēng)噪是不一樣的，因為各自遇到的空氣阻力是有差異的,?！崩铖跸蛴浾叽虮确降剑舜伍L三丙火箭是一枚全新的火箭,，它也必將遇到與長三甲火箭和長三乙火箭不同的氣動力和氣動熱的作用,。為了確定火箭在飛行中各種氣動特性數(shù)據(jù)，設(shè)計人員必須通過大量的理論分析和試驗,，充分考慮到火箭在大氣中飛行時受到的各種惡劣工況,，這樣才能確保火箭總體設(shè)計的可靠性和飛行安全性,。
設(shè)計人員把火箭的“飛行軌跡”稱為彈道,。此次長三丙火箭起飛重量約為342噸，相比于長三乙火箭的426噸,，它的身軀顯得要輕盈一些,。綜合考慮衛(wèi)星的軌道和入軌姿態(tài)要求、地面測控站的布局,、殘骸落區(qū)的安全以及風(fēng)速,、風(fēng)向等因素，設(shè)計人員重新為長三丙火箭設(shè)計了一條全新的“飛行路線”,。要想讓火箭在飛行過程中全程受控,，這條路線的“預(yù)設(shè)”精度便顯得格外重要。作為一枚全新的火箭,，長三丙火箭的起飛推力和起飛質(zhì)量都有所改變,，而設(shè)計人員也要相應(yīng)做出調(diào)整。
提到彈道設(shè)計中必須考慮的一個因素:落區(qū)安全,，李聃向記者娓娓道來的其中的小秘密,，每一個落區(qū)的設(shè)定都要充分考慮當(dāng)?shù)氐娜丝诿芏群铜h(huán)境等環(huán)境，必要時設(shè)計人員還要前往實地進行踏勘考察,。
此次長三丙火箭的非全對稱設(shè)計可謂是中國運載火箭發(fā)展史上的一個重要嘗試,。這也給火箭的姿態(tài)控制設(shè)計提出了一個全新的課題?！拔覀冃枰谧藨B(tài)控制設(shè)計時把火箭在飛行過程中所經(jīng)受的各種內(nèi),、外干擾，如氣動外形不對稱,、質(zhì)心位置偏差,、發(fā)動機推力偏差等因素都考慮進去。和長三甲火箭,、長三乙火箭相比,，長三丙火箭由于構(gòu)型不同，在飛行過程中的姿態(tài)就會不同,。這些都需要在姿態(tài)控制設(shè)計上充分考慮到,。” 據(jù)李聃介紹,，剛開始在設(shè)計長三丙火箭時,，該枚火箭是沒有尾翼的，后來在姿態(tài)控制設(shè)計中,，為提高火箭飛行過程中偏航通道穩(wěn)定裕度,，于是便給火箭加了一對“翅膀”，使得長三丙火箭在飛行中的穩(wěn)定控制更有把握,。
載荷設(shè)計的“功能”是為火箭結(jié)構(gòu)設(shè)計和各個部段的強度計算提供依據(jù),。作為長三甲系列中的“新成員”，總體部的設(shè)計師們需要充分考慮到長三丙火箭在飛行過程中所承受的外界氣動力,、發(fā)動機推力,、控制操縱力、結(jié)構(gòu)慣性力一級推進劑晃動等因素,，確定火箭在地面停放,、起吊、運輸及飛行過程中各截面的軸向力等參數(shù),，從而為結(jié)構(gòu)設(shè)計奠定基礎(chǔ),。
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作者：
黃希
編輯：
張學(xué)勤
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