长征五号B运载火箭首飞成功新一代航天飞船试验船进入轨道

2021-06-09 12:02:16

长征五号B运载火箭首飞成功!5月5日，由航天科技集团六院(下文简称“六院”)提供全系列动力的长征五号B运载火箭，在海南文昌发射场豪迈出征，成功将我国新一代航天飞船试验船送入近地轨道。

长征五号B首飞成功,长征五号B,新一代航天飞船试验船

本次发射，六院为火箭研制交付了2种共10台主发动机，分别是2台50吨级氢氧发动机组成的芯一级动力和8台120吨级液氧煤油发动机组成的助推器。

作为我国新一代低轨大型运载火箭，长五B火箭肩负着我国近地轨道运载火箭能力大幅提升、技术进步和更新换代的历史重任，其首飞成功标志着空间站任务阶段正式拉开序幕，也将为我国航天强国建设奠定坚实基础。

据悉，本次发射旨在验证该火箭构型的一级入轨能力，考核其一次发射进入空间的最大载荷。同时，本次搭载的新一代航天飞船试验船，是为我国空间站及后续载人航天任务研制的。同时，兼顾近地轨道任务和更远的深空探测。

航天六院院长刘志让介绍说，除了为火箭飞向太空提供上千吨推力之外，在火箭搭载的新一代航天飞船试验船上，还有六院研制提供的返回舱和服务舱推进子系统，主要实现飞船在轨自主飞行段姿态、轨道控制以及返回再入过程姿态控制功能。其中，返回舱上配置了无毒推进剂推进系统方案。

与神舟载人飞船相比，新一代载人飞船体型更大，既能载人又能载货。本次长五B首飞，将在轨验证试验船第二宇宙速度再入条件下的推进功能与性能，为新一代载人飞船研制奠定技术基础。

本次发射，无论从火箭构型还是飞船试验任务，都对六院的各型发动机提出了更为苛刻的要求。火箭方面，较之长征五号火箭，长五B飞行过程比“胖五”过载更大，即飞行加速度更大，发动机氧泵入口压力也随之增大。同时，本次发射也是世界上首次使用大推力发动机直接将载荷发射到轨道上，对发动机参数准确性和稳定性要求较高。

针对以上要求，六院发动机团队加严加细过程管理和人员操作各项要求，开展了产品设计特性全集分析，实现发动机全数据说话，不断管理改进过程控制和发动机薄弱环节，进一步提升了发动机产品的可靠性。

试验飞船方面，相较之前的载人飞船，六院开展了推进技术创新，返回舱推进子系统采用了新型单组元无毒推进系统技术方案，相较于以往载人飞船的有毒推进剂，大大提高了系统安全性，为后期载人发射提供了较高的安全保障。为满足新飞船体型更大、载货能力更高的要求，服务舱推进子系统新研制配套了目前国内航天器领域最大容积的贮箱。

航天科技集团五院西安分院

为试验船提供强大“信号枢纽”

新一代载人飞船试验船(以下简称试验船)在文昌航天发射场成功发射并顺利进入预定轨道，标志着中国载人航天工程迈出了探索浩瀚宇宙新的一步。

新一代载人飞船，顾名思义，就是全面升级的天地往返交通工具，面向我国近地空间站运营、载人深空探测等任务需求，飞船采用返回舱与服务舱两舱构型，未来在执行近地轨道任务时，可以一次运送6-7名航天员。

这次亮相的新一代载人飞船试验船，是新一代载人飞船的“试验版”，由航天科技集团五院抓总研制。飞船“身高”近9米，身体最“胖”处直径约4.5米，体重超过20吨。

该飞船具备以第二宇宙速度返回的能力，适应载人和载货等多项任务，满足我国近地空间站运营和载人后续工程等任务需求，是高安全、可重复使用的载人天地往返运输飞行器。航天科技集团五院西安分院为试验船量身定制了中继终端和天线网络，他们确保了试验船与地面的实时通信。

当新一代载人飞船试验船进入预定飞行轨道时，中继终端将对中继卫星进行捕获跟踪，并向中继卫星发送数据，建立从试验船到中继卫星再到地面站的数据传输链路。在试验船运行过程中，通过中继终端所搭建的天基测控通信系统，可以向地面传输试验船的相关数据，接收地面上传的相关数据。同时，地面也可以通过中继终端注入遥控、程控的数据，实现对试验船的远程控制，对飞船的运行速度、距离、角度等信息进行实时下传。

对新一代载人飞船试验船来说，要完成在轨运行使命，就必须与地面及时建立通信，并通过地面的测控才能准确地对试验船进行操控。西安分院为试验船研制的天线网络虽然体积很小，但却能量巨大，整个试验船上十余幅天线的信号都必须通过天线网络来传输，是试验船重要的“信号枢纽”。其通过提供通信与测控信号传输通道，为试验船与地面通信，并确保准确到达预定位置及顺利运行提供了重要保障。

试验船进入太空之后，与地面建立联系的方式就是通过天线进行地面信号的收发。天线网络是连接应答机和天线的关键产品。当试验船接收到地面的通信和测控信号的时候，就通过该天线网络传输到应答机对信号进行接收。反之，当试验船给地面发送相应信号的时候，也需要通过天线网络来传输到天线并发送到地面。

试验船飞行验证的成功实施将为研制我国新一代载人飞船实现我国载人天地往返运输技术由跟跑到并跑、领跑的跨越式发展，为我国载人空间站建造运营和载人深空探测奠定更加坚实的基础，开启我国载人航天工程新篇章。

航天科技集团四院

点燃长征五号B发射的“第一把火”

航天科技集团四院42所研制的消氢点火装置和43所研制的C/C密封材料成功应用于长五B火箭，为其成功发射保驾护航。

“长征五号B”运载火箭是在“长征五号”基础上改进研制的新型运载火箭，采用无毒无污染的液氧、液氢和煤油作为推进剂。消氢点火装置能点燃火箭发射的“第一把火”，消除火箭发射前排放的大量低温氢气，安全护航“长征五号B”，C/C密封材料为运载火箭提供技术保证。

该装置采用高安全性的药剂材料和先进的控制技术，确保能够“准时、准确”点火，待消除氢气后又能及时“熄火”。实施双层保护设计，不仅能承受火箭发射时产生的高热流冲击，而且具有防爆功能，能避免装置万一失效可能引起的安全事故。

长征五号B运载火箭采用了120吨液氧煤油发动机，是我国研制的新一代大型运载火箭的重要动力装置，而43所研制的C/C密封材料应用于液氧煤油发动机涡轮泵关键部位，能在高低温、高压、高速旋转条件下工作，具有自润滑特性且具有高强耐磨低渗透特点。

目前，43所研制的C/C密封件作为液氧煤油发动机关键密封部位的材料，已成功应用于CZ-5B等多个型号10余次发射任务，解决了我国新型120吨大推力、无毒无污染、高压补燃液氧煤油发动机动密封急需材料，在多型液体火箭发动机中发挥了重要作用，为长征系列运载火箭提供了技术保证。