記者直擊火箭總裝現場,手拼火箭艙段,400余噸“龐然大物”飛天送“快遞”
半島全媒體首席記者 高芳
8月17日,山東海陽東方航天港內忙碌異常,今年年底即將升空的遙2商業火箭正在緊張地組裝中。從水平總裝到垂直總裝,從確保發動機安全點火的保險機構,到火箭發射后控制飛行方向的噴管,再到如何調解火箭的飛行姿態和飛行速度……一枚總重400噸的龐然大物是如何組裝而成的,記者進行了探訪。
手拼火箭,一個月完成水平總裝
一條筆直的大道向南直抵黃海岸邊,山東海陽東方航天港的盡頭便是火箭的總裝廠房。
右:垂直總裝廠房,左:水平總裝廠房
8月17日,偌大的廠房內,一排桌子上擺放著透明整理箱,里面規整有各種小型零部件,已經安裝好的火箭艙段順次放在廠房一側。
“這是我們今年年底準備發射的遙2火箭,安裝的過程好比積木拼插。”東方空間結構設計主任設計師楊爽開玩笑地說。實際上,火箭安裝對精密度的要求非常高,從墻上掛著的標語“嚴肅 認真 周到 細致”,就可以看出這里日常工作的嚴謹性。
今年1月11日,伴隨著一團如鳳凰展翅般的煙霧升起,一枚敦實的運載火箭——引力一號,從海陽附近海域的一艘船上騰空沖向云霄,出色地完成了“飛天”任務,將3顆衛星送入太空。這支火箭創下了諸多記錄:全球運力最大固體運載火箭、我國運力最大民營商業運載火箭。引力一號火箭曾在航天港廠房里完成總裝,而在同一個地點,遙2火箭的總裝也在緊張進行中。
“走,帶你看看我們的新火箭?!睎|方空間市場開發中心總經理于繼超自豪地說。跟著他的腳步,記者走進水平總裝廠房,有機會近距離地了解火箭各艙段的“奧秘”。
水平總裝指的是在水平方位上組裝部件,把電子設備、電纜等裝進艙段,是火箭總裝的第一階段。水平組裝完成后,再進入垂直總裝廠房,將這些艙段子集按照一定順序拼接在一起,組成一枚完整的火箭。
“水平總裝預計需要一個月左右時間,然后就進入水平總測。”于繼超邊走邊介紹,當走到一個圓錐形的艙段前他停了下來,這個艙段的內部布滿螺紋,“這是助推器的斜頭錐,是一個流線型的形狀,可以降低空氣阻力。”
“斜頭錐是火箭的一個主承力結構,它的特點就是承載性能高,單個承載也就是使用載荷,就能達到150噸。”楊爽補充道。
助推器的斜頭錐
挨著斜頭錐擺放的是一個藍色圓柱艙段,外殼上標記著“助推B”,“這是第二個助推器的尾段,用來裝一些儀器設備,還要裝一些防熱裙,防止火箭點火時和飛行過程中火焰反灌,對里面儀器設備的燒蝕。”于繼超介紹說。
引力一號火箭采用的是并聯方式,一個較大的單級火箭放在中間,叫作芯級,在它周圍捆綁有四枚較小的助推器,助推器捆綁加一個芯級,組成一枚捆綁式火箭,而最終承力是四個助推器,承接的就是整個火箭全部400余噸的重量。
30噸固體燃料,如何“上保險”
“火箭有七臺發動機,其中六臺直徑為2.65米,一臺直徑為1.4米。”于繼超指著一個黑色的圓柱體艙段介紹說,“我們面前這個發動機里面裝滿了30噸固體燃料?!?/p>
發動機前面裝有一個保險機構,發動機點火時,必須先解鎖這個保險機構,再點火,發動機才會有效啟動。假如不小心點了發動機,它也不會真的點燃,因為保險裝置沒有解鎖,這是一個安全措施。
發動機
發動機噴管下有一個桿式的白色裝置,叫伺服機構。這根桿能夠伸出來和縮進去,在火箭飛行過程中,控制這個噴管擺動,可控制火箭的飛行方位。桿上面包裹了白色的裝置,像穿了一層衣服,這是防熱材料,尾焰噴火時,會有些火焰卷回來,防熱材料是隔熱用的。
儀器艙
在這些火箭艙段中,記者看到有一個像蛋撻托盤形狀的部件,與其他艙段形狀不太一樣,于繼超介紹說:“這個艙段是儀器艙,它是一個功能性的結構,裝有航電設備和末修姿控動力系統等?!?/p>
在儀器艙的外殼上,可以看到未修姿控的發動機,“這里有五臺發動機,火箭在飛行過程中,當需要調整姿態的時候,我們可以通過控制發動機噴出火焰,來調節火箭的飛行姿態。當火箭飛行的速度不夠時,還可以控制下噴發動機開機,產生一個正推力,提供一些速度增量。”
“火箭總裝目前主要還是靠人工安裝,而非機械自動化操作,所以一枚火箭的生產周期目前還相對較長,衛星發射的履約周期在半年左右。”東方空間項目經理王武欽透露了一個好消息:“航天港內,東方空間的新廠房馬上要交付使用了,空間更大,可以實現兩到三發火箭的滾動生產,年產量預計短期內可以達到6發以上火箭的總裝、測試和發射?!?/p>
火箭試航,海上跑了1700公里
今年6月初,東方空間還完成了一項新試驗——海上發射多海域機動試驗。市場開發中心總經理于繼超回憶說:“6月10號啟航,6月18號歸航,9天的海上生活。引力一號模擬箭在垂直狀態下,通過特殊的固定和防護措施,完成了北到遼寧丹東,南到江蘇連云港,共約920海里、1700公里的航行,成功抵御了海浪產生的顛簸和搖擺,完成預定海上航行計劃?!?/p>
從左到右:東方空間市場開發中心總經理于繼超,結構設計主任設計師楊爽,項目管理 王武欽
這是國內首次在火箭垂直狀態下進行遠距離海上運輸和復雜海況適應性動態測試,引力一號運載火箭海上發射多海域機動試驗的目的,是驗證火箭垂直狀態海上運輸時對特定海況的適應性,確?;鸺陂L距離海上運輸過程中的安全性和可靠性。試驗涵蓋了火箭的總裝、滾裝登船、海上運輸、靠港拆裝以及滾裝下船等多個環節。
在整個運輸過程中,技術團隊實時記錄了海況、風速、載荷和傾角等關鍵參數,試驗全面驗證了火箭結構強度和耐候性。
東方空間科技有限公司成立于2020年6月,主營業務為太空運輸,是一家運載火箭和新型空天運輸工具的設計制造公司,“我們算是一家快遞公司,把衛星包郵送到太空。”于繼超開玩笑地說。
“以前是星等箭,現在是箭等星。”于繼超說,商業火箭的迅速發展,使得火箭生產力量加強,以前衛星需要排期很長時間才可以上天,現在這個周期正在縮短。
海上發射模式以其獨特的機動性和靈活性,為高頻次的衛星組網提供了有力支撐。引力一號火箭海上發射多海域機動試驗的成功,進一步驗證了海上發射優勢,為構建高效、靈活、便捷、低成本的海上發射體系打下了堅實基礎。
值得關注的是,2024年“商業航天”首次被寫入政府工作報告,是新質生產力最典型的代表之一。
從7月底到8月初,于繼超一直在山東各地出差,聯系相關的火箭配件公司,“山東很多公司是具備火箭配套生產水平能力的,但是因為之前沒有接過這樣的訂單,所以切入新業務,還需要磨合?!睙o疑,海陽航天港的火箭業務已開始輻射并帶動山東新型科技企業的轉型,一個圍繞火箭的高科技生產集群正在崛起。