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成就我国载人航天飞行的最高精度

成就我国载人航天飞行的最高精度

2012-08-09 11:42:45

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  记长征二号F火箭迭代制导技术研制团队

  “十、九、……三、二、一!”2012年6月16日18时37分21秒,当最后一声指令响起,一条橘色的火龙从“长征二号”F遥九火箭底部发出。托举着“神舟九号”飞船的长征二号F火箭腾空而起,载着三名中国航天员飞向遥远的天际。最终,火箭精准地将飞船送到近地点200公里、远地点330公里的预定轨道入口。

  这次成功发射,是轨道飞向预定目标的时候通过实时迭代计算的方式不断修正轨道、逼近目标,从而确保实现更高的轨道精度的技术。迭代制导是一种自适应制导技术,这种制导方式被形象地比喻为走一步“算”一步。

  “‘天宫’与‘神八’交会对接任务之前,我们使用的是摄动制导,即规定好具体路径,引导火箭到达指定目的地。”运载火箭系统副总设计师张智说,“相比而言,迭代制导只限定目的地,不限定具体路径,是一种处于世界先进水平的制导方式。”

  “高精度”、“高可靠”、“新技术”三者融合

  “高精度”是制导系统设计专业的核心追求,对长征二号F火箭迭代制导技术研制团队来说,他们必须提高火箭的安全系数,保证航天员的生命安全。而迭代制导技术,正是“高精度”、“高可靠”、“新技术”三者的融合。

  2011年11月1日5时58分,是航天科技集团一院12所长征二号F火箭迭代制导技术研制团队的迭代制导技术的又一次出色表现。2011年11月1日,迭代制导技术在长征二号F遥八火箭上首次得到飞行验证,为“神舟八号”飞船节省了用于修正轨道误差的燃料100多公斤,使火箭的近地点高度误差在10米以内,轨道倾角误差在0.001°以内,创下了当时入轨精度的历史最高水平。

  从“神舟一号”到“天宫一号”、“神舟八号”、“神舟九号”,长征二号F火箭迭代制导技术研制团队刻苦钻研,不断创新,为我国载人交会对接任务的圆满完成奠定了基础。

  “一定要把精确度再次提高”

  “长二”F火箭总设计师荆木春介绍,从1999年11月20日,“长二”F火箭将“神舟一号”飞船送入预定轨道起,这枚火箭就在不断地进行完善。

  “神舟一号”时,工程对火箭的要求只是将飞船成功送入轨道;“神舟三号”时火箭有了真正的逃逸系统;“神舟五号”,“长二”F火箭首次发射载人飞船;“神舟八号”,首次运用迭代制导技术……

  掌声还未散去,他们又迎来了新的任务:长征二号F遥九火箭将承担2012年“天宫一号”和“神舟九号”飞船载人交会对接任务。

  “一定要把精确度再次提高!”团队深入分析了长征二号F遥八火箭的飞行数据,继续在迭代制导技术的可靠性和适应性上下功夫。为了突破关键技术,他们查阅资料、推导公式、开展数学仿真,一次次地尝试新方法;为了提高设计的可靠性,确保万无一失,他们苦思冥想,力图对工程应用中所有可能出现的状况考虑周全,利用各种故障模式对新方案进行验证;为了按计划完成设计和试验任务,他们放弃了一个又一个休息日,在试验室和测试厂房里以一台台电脑和测试设备为伴,以一条条曲线和一串串数字为伴。

  在试验验证阶段,制导系统主任设计师吕新广总是对队员们说:“我们不是为了试验而试验,而是要通过试验发现问题、总结规律,确保型号高精度、高可靠性。”

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