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成就我國載人航天飛行的最高精度

成就我國載人航天飛行的最高精度

2012-08-09 11:42:45

  記長征二號F火箭迭代制導技術研制團隊

  “十、九、……三、二、一!”2012年6月16日18時37分21秒,當最后一聲指令響起,一條橘色的火龍從“長征二號”F遙九火箭底部發出。托舉著“神舟九號”飛船的長征二號F火箭騰空而起,載著三名中國航天員飛向遙遠的天際。最終,火箭精準地將飛船送到近地點200公里、遠地點330公里的預定軌道入口。

  這次成功發射,是軌道飛向預定目標的時候通過實時迭代計算的方式不斷修正軌道、逼近目標,從而確保實現更高的軌道精度的技術。迭代制導是一種自適應制導技術,這種制導方式被形象地比喻為走一步“算”一步。

  “‘天宮’與‘神八’交會對接任務之前,我們使用的是攝動制導,即規定好具體路徑,引導火箭到達指定目的地。”運載火箭系統副總設計師張智說,“相比而言,迭代制導只限定目的地,不限定具體路徑,是一種處于世界先進水平的制導方式。”

  “高精度”、“高可靠”、“新技術”三者融合

  “高精度”是制導系統設計專業的核心追求,對長征二號F火箭迭代制導技術研制團隊來說,他們必須提高火箭的安全系數,保證航天員的生命安全。而迭代制導技術,正是“高精度”、“高可靠”、“新技術”三者的融合。

  2011年11月1日5時58分,是航天科技集團一院12所長征二號F火箭迭代制導技術研制團隊的迭代制導技術的又一次出色表現。2011年11月1日,迭代制導技術在長征二號F遙八火箭上首次得到飛行驗證,為“神舟八號”飛船節省了用于修正軌道誤差的燃料100多公斤,使火箭的近地點高度誤差在10米以內,軌道傾角誤差在0.001°以內,創下了當時入軌精度的歷史最高水平。

  從“神舟一號”到“天宮一號”、“神舟八號”、“神舟九號”,長征二號F火箭迭代制導技術研制團隊刻苦鉆研,不斷創新,為我國載人交會對接任務的圓滿完成奠定了基礎。

  “一定要把精確度再次提高”

  “長二”F火箭總設計師荊木春介紹,從1999年11月20日,“長二”F火箭將“神舟一號”飛船送入預定軌道起,這枚火箭就在不斷地進行完善。

  “神舟一號”時,工程對火箭的要求只是將飛船成功送入軌道;“神舟三號”時火箭有了真正的逃逸系統;“神舟五號”,“長二”F火箭首次發射載人飛船;“神舟八號”,首次運用迭代制導技術……

  掌聲還未散去,他們又迎來了新的任務:長征二號F遙九火箭將承擔2012年“天宮一號”和“神舟九號”飛船載人交會對接任務。

  “一定要把精確度再次提高!”團隊深入分析了長征二號F遙八火箭的飛行數據,繼續在迭代制導技術的可靠性和適應性上下功夫。為了突破關鍵技術,他們查閱資料、推導公式、開展數學仿真,一次次地嘗試新方法;為了提高設計的可靠性,確保萬無一失,他們苦思冥想,力圖對工程應用中所有可能出現的狀況考慮周全,利用各種故障模式對新方案進行驗證;為了按計劃完成設計和試驗任務,他們放棄了一個又一個休息日,在試驗室和測試廠房里以一臺臺電腦和測試設備為伴,以一條條曲線和一串串數字為伴。

  在試驗驗證階段,制導系統主任設計師呂新廣總是對隊員們說:“我們不是為了試驗而試驗,而是要通過試驗發現問題、總結規律,確保型號高精度、高可靠性。”

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