黄希 2008年10月09日 10:06
成熟技术 大胆创新 “长三丙火箭充分继承了长征三号甲火箭和长征三号乙火箭的成熟技术。但是在构型上却由于有两个助推器，成为了中国运载火箭发展历史上第一枚非全对称火箭。因此，所有的技术状态的改变都因为这个原因而产生。”
——岑拯（长三甲系列火箭总指挥）
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| 发射指挥控制大厅 |
两个助推考验“平衡” 作为长三甲系列火箭中的一个构型，在充分继承长征三号甲、长征三号乙运载火箭的成熟技术上，长三丙火箭其系统组成、分系统技术方案与长三乙火箭相同。
和长三甲火箭的“光杆”以及长三乙的“四人抬”不同的是，长三丙变成了“两人抬”，即长三丙火箭芯一级Ⅱ、Ⅳ象限上捆绑了两枚不带尾翼的助推器，Ⅰ、Ⅲ象限上无助推器，安装了两片尾翼。
“就像抬轿子一样，两个脚夫力量有限，也就决定了承载的质量。长三丙火箭只有两个助推器，长三甲火箭没有助推器，长三乙火箭有四个助推器，这就决定了长三丙火箭的运载能力在这两者之间。”据龙乐豪介绍，目前长三甲火箭的运载能力为2.6吨，长三乙火箭的运载能力能够达到5.5吨，长三丙火箭的运载能力为3.8吨，恰好介于这两者之间。
在发射场，长三甲系列火箭的总指挥岑拯告诉记者，这是他任长三甲系列总指挥以来，干的第一个“首飞型号”。他指着长三丙火箭的“白色翅膀”向记者解释到，长三丙火箭是目前我国第一枚结构外形非全对称的大型运载火箭，这对火箭在飞行过程中的平衡是一个巨大的考验，同时也给火箭的姿态控制出了一个难题。设计师们根据自己多年的经验，在参照长三甲火箭和长三乙火箭的基础上，反复分析研究、根据试验修改参数，并多次请教相关专家，为增大安全余量，最终确定火箭再在捆绑两枚助推器的基础上安装两片尾翼。
总体设计“重新规划” 总体部在火箭设计、研制中扮演着“灵魂”的作用。总体部的设计人员把对火箭每一个细节的“良苦用心”通过总体参数来予以体现，并最终传递给每一个分系统的设计人员。
“尽管长三丙火箭继承了长征三号甲火箭和长征三号乙火箭的成熟技术和成熟产品，但是从总体参数来看，总体设计状态与前两种火箭有很大的不同。”一院总体部副主任设计师李聃向记者如是介绍道。
他拿总体设计中的几个重要组成部分——气动设计、弹道设计、载荷设计、姿态控制设计为例，向记者剖析了其中的奥妙所在。
“拿气动特性而言，正如不同外形的汽车，其在行驶过程中产生的风噪是不一样的，因为各自遇到的空气阻力是有差异的。”李聃向记者打比方道，此次长三丙火箭是一枚全新的火箭，它也必将遇到与长三甲火箭和长三乙火箭不同的气动力和气动热的作用。为了确定火箭在飞行中各种气动特性数据，设计人员必须通过大量的理论分析和试验，充分考虑到火箭在大气中飞行时受到的各种恶劣工况，这样才能确保火箭总体设计的可靠性和飞行安全性。
设计人员把火箭的“飞行轨迹”称为弹道。此次长三丙火箭起飞质量约为343吨，相比于长三乙火箭的426吨，它的身躯显得要轻盈一些。综合考虑卫星的轨道和入轨姿态要求、地面测控站的布局、残骸落区的安全以及风速、风向等因素，设计人员重新为长三丙火箭设计了一条全新的“飞行路线”。要想让火箭在飞行过程中全程受控，这条路线的“预设”精度便显得格外重要。作为一枚全新的火箭， 长三丙火箭的起飞推力和起飞质量都有所改变，而设计人员也要相应做出调整。
提到弹道设计中必须考虑的一个因素：落区安全，李聃向记者娓娓道来其中的小秘密，每一个落区的设定都要充分考虑当地的人口密度和环境等因素，必要时设计人员还要前往实地进行踏勘考察。
此次长三丙火箭的非全对称设计可谓是中国运载火箭发展史上的一个重要尝试。这也给火箭的姿态控制设计提出了一个全新的课题。“我们需要在姿态控制设计时把火箭在飞行过程中所经受的各种内、外干扰，如气动外形不对称、质心位置偏差、发动机推力偏差等因素都考虑进去。和长三甲火箭、长三乙火箭相比，长三丙火箭由于构型不同，在飞行过程中的姿态就会不同。这些都需要在姿态控制设计上充分考虑到。” 据李聃介绍，刚开始在设计长三丙火箭时，该枚火箭是没有尾翼的，后来在姿态控制设计中，为提高火箭飞行过程中偏航通道稳定裕度，于是便给火箭加了一对“翅膀”，使得长三丙火箭在飞行中的稳定控制更有把握。
载荷设计的“功能”是为火箭结构设计和各个部段的强度计算提供依据。作为长三甲系列中的“新成员”，总体部的设计师们需要充分考虑到长三丙火箭在飞行过程中所承受的外界气动力、发动机推力、控制操纵力、结构惯性力、一级推进剂晃动等因素，确定火箭在地面停放、起吊、运输及飞行过程中各截面的轴向力等参数，从而为结构设计奠定基础。
控制系统大做“手术”
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| 火箭待发 |
点火后，火箭离开地面，从那一瞬间开始，火箭将进入自主管理阶段。而火箭在飞行过程中一系列的动作变化，皆来自于控制系统的指令。从这个角度来讲，控制系统在火箭中的地位相当于人的大脑。
此次长三丙火箭在评审过程中，控制系统的评审受到了高规格的“礼遇”，专家们为该枚火箭的控制系统进行了专门的评审，这在长征系列火箭的评审中还是不多见的。
发射前，记者见到了长三甲系列火箭副总师姜杰，这位纤弱的女总师，谈到伫立在发射台上“整装待发”的火箭，显得有些兴奋。“长三丙火箭采用了新的姿态控制方法，解决了不全对称的火箭的稳定控制，这也是中国运载火箭发展的一个技术突破。”据姜杰介绍，尽管是采用了新的控制方法，但是设计人员前期做了大量的试验验证，并就围绕火箭在天上飞行的状态做了255种的仿真试验。一年多时间的技术攻关，控制系统设计人员最终为长三丙火箭量身定做了一套可控的“飞行程序”。
姜杰向记者模拟了火箭点火后的飞行状态：“点火后，从助推分离、到火箭的一、二级分离，在大约145秒的时间内，火箭都是在进行非全对称的飞行，这145秒内能不能稳定飞行，对于长三丙火箭而言，是一个巨大的挑战。而控制系统的工作就在这145秒中内得到检验。”
