科技日報記者 付毅飛 通訊員 王偉童
記者5日從中國航天科技集團一院獲悉，我國已啟動新一代載人運載火箭預研工作，目前關鍵技術已取得階段性成功。該火箭將在6日開幕的第十二屆中國國際航空航天博覽會上首次亮相。
中國新一代運載火箭
新一代載人運載火箭是根據我國載人航天工程發展規劃，為發射我國新一代載人飛船而全新研製。據一院長征七號系列運載火箭總指揮王小軍介紹，該火箭按照載人飛行的最高安全標準設計，火箭未來可用於載人月球探測，將快速推動我國運載火箭技術和進出空間能力的重大提升和跨越。在更遠的將來還可以和重型運載火箭組合使用，建立月球基地，實現月球可持續開發利用。
一院運載火箭專家胡曉軍在航天科技集團近日舉行的通氣會上透露，新一代載人火箭直徑5米、全長約90米、起飛重量約2000噸，可以將25噸有效載荷直接送入奔月軌道，或者將70噸有效載荷送入近地軌道。同時其採用多臺發動機並聯佈局，可以實現垂直起降重複使用。
“三高三新”六大特點
“新一代載人運載火箭具有高效率、高可靠、高安全以及新材料、新結構、新模式的‘三高三新’特點。”胡曉軍說。
中國新一代載人火箭
胡曉軍介紹，該火箭採用新設計方法和系統設計方案，通過綜合優化實現運載效率較現有火箭提高10%至30%；繼承現有火箭成熟的發動機技術以及冗餘技術，採用基於故障設計的發動機冗餘和控制重構技術，提高系統固有可靠性；逃逸姿態控制由無控改進為閉環控制，逃逸模式簡化為一種，提高航天員的安全性。實現推進劑加註洩出無人值守，提高操作安全性。
同時，該火箭採用與液氧相容的複合材料冷氦增壓氣瓶、複合材料殼段、高性能鋁合金等先進材料，降低結構重量；採用貯箱後底與機架一體化設計、箱底傳力設計、5米大直徑低溫共底貯箱、大直徑橫向分離級間段等新結構形式，大幅提升全箭結構效率；採用一體化電氣系統，應用綜合電子、部段級自主測試技術，提高集成化水平，簡化測試操作。
預計2019年完成關鍵技術攻關
2016年，一院按照立足成熟技術、確保安全可靠，能力上臺階、技術上水平的發展要求，對標世界一流運載火箭，啟動了新一代載人運載火箭方案論證工作。目前已完成了多輪方案對比分析，正在開展關鍵技術深化論證。
中國新一代載人火箭
胡曉軍說，研製團隊已經攻克泵後襬發動機、高壓補燃發動機低壓起動、固體發動機推力調節、新型無毒姿態控制發動機溫起動、輕質伺服機構等多項關鍵技術，目前正在開展大直徑低溫共底貯箱、超低溫複合材料氣瓶、千噸級輕質箭體結構等原理樣機的研製生產，預計2019年完成關鍵技術攻關。
記者瞭解到，近期該火箭已完成新型泵後襬高壓補燃發動機、固體可調推力姿控發動機、新型無毒姿控發動機的點火試車。胡曉軍介紹，後續一院將根據載人航天高可靠高安全的技術要求，按照“充分試驗、逐步驗證”發展思路，先後開展逃逸飛行驗證、芯一級飛行演示驗證、兩級狀態飛行演示驗證、全箭飛行驗證等工作，確保載人火箭安全可靠，載人飛行萬無一失。
將推動我國航天強國建設進程
“新一代載人運載火箭的研製，將進一步推動我國航天強國建設進程。”胡曉軍說。
中國新一代載人火箭
胡曉軍表示，首先，該火箭將採用模塊化組合，形成一個系列，兩種構型；基於故障設計，實現動力冗餘與控制重構、逃逸閉環控制、推進劑無毒無汙染、加註洩出無人值守，滿足我國載人火箭高可靠高安全要求。第二，該火箭最大程度發揮了我國現有運載火箭研製能力體系，通過充分利用現有模塊、優化組合，其運載效率可達到國際先進水平，將大幅提升我國進出空間的能力。同時，該火箭瞄準國際先進技術趨勢，採用飛行在線規劃控制、固體可調推力發動機、無毒姿控發動機為代表的新技術，使用輕質高強鋁合金、低溫複合材料為代表的新材料，並應用3D打印、大直徑箱底整體成形等新工藝，推動了技術的更新換代。
此外，新一代載人運載火箭打破傳統研製模式，採用一體化協同設計、數字虛擬試驗等先進研製手段，通過集成演示試驗部分替代傳統複雜的單項試驗，可大幅縮短研製週期、提升研製效率，推動研製模式創新。
來源：科技日報 文中圖片由中國航天科技集團一院提供
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