运载火箭

运载火箭（共12篇）

运载火箭 篇1

运载火箭出厂测试是对箭上各电气系统进行功能检查和性能测试, 其测试项目分为箭上阻值测试、分系统测试、系统间匹配测试和总检查测试, 在产品质量控制过程中起着举足轻重的作用。以往运载火箭出厂测试中, 依靠工艺人员对测试岗位进行状态检查, 时间长, 效率低, 存在较大的质量隐患。为了保证测试状态的正确性, 笔者提出一种方法对运载火箭出厂测试状态控制进行优化, 通过在某型号运载火箭出厂测试中的应用验证了该方法的有效性。

1 自动测试设计原理

1) 依据测试技术文件梳理出的测试项目, 按照测试流程中规定的操作内容及测试项目间测试状态的关联性, 分析、确定每个测试项目完整的测试准备状态, 建立每个测试项目完整测试准备状态单元, 自动测试原理见图1。针对岗位工作内容, 将测试准备状态单元分解成具体岗位检查确认内容, 将岗位测试状态形成电子化的模板。在测试流程中增加测试项目, 依据设计下发的通知单内容, 系统自动生成增加测试项的完整状态, 形成增加测试项目的状态检查内容。

2) 以电子化指挥程序为基础, 实现在指挥人员及岗位测试人员的计算机终端上显示当前测试口令、动作现象、注意事项及紧急预案。指挥人员可通过显示终端掌握各测试终端状态, 明确当前口令下各岗位的操作内容、现象内容、注意事项内容。

3) 当测试出现异常时, 指挥人员可手动跳转到应急预案流程, 通过显示终端查询到当前的紧急处理措施, 并按其具体步骤做出应急处理, 从而有效、及时地保证产品的测试质量。同时其他岗位人员, 能够通过本岗位显示终端实时掌握当前的测试信息。

2 测试状态控制系统能力分析

根据自动测试原理, 笔者开发了一种测试状态控制系统 (见第81页图2) 。该系统可以保证与工艺设计兼容的同时, 提高过程控制和规范化管理的能力。

2.1 与工艺设计系统的兼容性分析

运载火箭出厂测试状态控制系统作为火箭出厂测试的辅助系统, 需要保证系统内基础数据的正确和有效。数据的录入可以通过PPS工艺设计系统完成。系统开发前期, 以某型号火箭出厂测试为应用对象, 对该型号火箭出厂测试状态与流程进行全面梳理。梳理过程中, 针对总体测试的特殊性, 参照要求的测试表格, 配合PPS系统开发人员制订适用于总体测试的四类表格, 分别包括状态检查表、加电流程表、弹 (箭) 上仪器明细表、应急预案表格, 为该型号火箭出厂测试基础数据梳理工作制定了有效的编辑环境。同时, 针对每一种工艺表格, 分别量身定制了与之相适应的Excel应用表格, 使得数据能够批量上传, 为后期正确高效地完成数据采集工作奠定了良好的基础。在PPS工艺设计系统中, 通过调用四类表格进行基础数据采集, 形成有效的测试工艺规程, 最终读入火箭出厂测试状态控制优化系统。该系统与PPS工艺设计系统是兼容的, 通过在测试系统中的工艺导入输入该文件编号, 即可将工艺文件的内容导入测试系统, 从而实现PPS工艺设计系统与运载火箭出厂测试状态控制系统的无缝连接, 为运载火箭出厂测试的无纸化办公奠定了基础。

2.2 提高过程质量控制

测试状态控制系统能够对测试质量过程控制严格把关, 号手、指挥、检验分别对每一道工序的状态准备内容进行确认, 确保状态无误后保存状态内容进行刷卡操作。系统指挥控制终端判断所有终端号手、指挥、检验都进行刷卡确认操作后, 指挥通过终端界面 (见图3) 操作, 程序方可进入自动化指挥测试流程。该系统能够显示当前火箭加电测试流程, 各终端分别显示指挥口令指挥终端进行操作, 控制整个流程进度。对含有测试子项目的工序, 完成每一项子项目后, 各号手、指挥、检验都再次刷卡确认操作。三方确认完成后, 方可继续后续测试。在状态查看菜单中, 通过“综合查询”功能, 查看测试流程控制记录, 包括查询每一工序, 或工序中所有子项目的状态与加电流程刷卡记录, 保证质量控制无漏洞。

2.3 提升规范化管理能力

在状态自动生成平台上, 测试状态通过累加功能, 对每一测试工序生成完整状态检查内容, 当相邻工序或正常与临时工序间进行跳转时, 自动比对两个工序的完整状态内容, 排除相同检查项, 显示状态改变项, 将测试检查内容按要求自动分配。在自动化指挥程序平台上, 自动化指挥程序依据测试工作人员编制的工艺规程, 为指挥及各号手终端提示当前测试口令、现象描述与状态动作、应急预案, 同时在不同岗位的计算机终端上, 实时显示各自不同的测试状态信息的内容和指挥程序的内容。传统工艺文件通过作业层管理文件来保证工艺文件结构及内容的规范性, 但是无法避免工作人员完全严格执行。在此项目中, 为满足测试工艺精细化管理及工艺数据集成化要求, 对测试项目及状态梳理、测试状态模板划分、指挥程序数据采集等规范化工作的开展, 确定了四类符合结构化数据的总测工艺文件, 为运载火箭出厂测试基础数据梳理工作制定了有效的编辑环境, 同时避免了人为的疏漏。产品测试状态控制系统对测试质量过程控制严格把关, 号手、指挥、检验分别对每一道工序的状态准备内容进行刷卡确认, 保证状态检查的有效性和质量可靠性。

3 结束语

在某重点运载火箭出厂测试中, 笔者提出并开发的测试状态控制系统得到首次应用。测试过程中, 状态准备与指挥流程显示正常, 各岗位号手刷卡确认过程无误, 数据录入计算结果正确, 有效地保障了运载火箭的成功发射。目前, 该技术已经应用于本型号各系统及其他运载火箭型号测试中。测试状态控制优化技术的应用确保了运载火箭出厂测试的质量, 大大提升了运载火箭出厂测试的生产效率, 确保出厂测试质量, 为高密度生产和发射打下了良好的基础。

参考文献

[1]夏克寒.导弹测试流程优化系统设计与实现[J].导弹与航天运载技术, 2012 (2) :75.

[2]侯世明.导弹总体设计与试验[M].北京:宇航出版社, 1996.

[3]王桂华, 唐登林.一种导弹总体测试平台的设计与实现[J].航空兵器, 2010 (3) :14-16.

[4]任淑红, 师海涛, 李关兴.火箭 (导弹) 测试过程中的风险评估[J].导弹试验技术, 2007, 25 (1) :33.

[5]任江涛, 蔡远文, 同江.运载火箭测试发射流程构建与评估方法[J].导弹与航天运载技术, 2008 (6) :78.

[6]李永军, 马立元.数据库在复杂流程测试系统中的应用[J].测试技术学报, 2003, 17 (1) :45.

运载火箭 篇2

运载火箭瞄准信息显示系统设计

瞄准系统中的转换器、瞄准控制器及传输电缆部分是最容易受干扰的环节,也是瞄准系统可靠性的控制点.通过在光电经纬仪目镜后部加装电荷耦合装置(charge coupled device, CCD)成像装置,并将成像装置采集的主、副光电经纬仪的图像,采集到计算机进行处理,从而以更直观的方式显示出来,完成运载火箭瞄准信息显示系统的.设计,解决运载火箭瞄准系统工作状态远程监测、显示的问题,从而提高瞄准系统的可靠性.

作 者：郭保新 唐建 GUO Baoxin TANG Jian 作者单位：装备指挥技术学院,航天装备系,北京,101416;中国酒泉卫星发射中心,甘肃,酒泉,732750刊 名：装备指挥技术学院学报 ISTIC英文刊名：JOURNAL OF THE ACADEMY OF EQUIPMENT COMMAND & TECHNOLOGY年，卷(期)：200718(2)分类号：V5530关键词：瞄准 运载火箭 信息 显示 设计

我国运载火箭的前世今生 篇3

钱学森破阻力回国

“提到我国运载火箭的发展史，不得不提到‘航天之父’钱学森。”原中国航天档案馆馆长刘登锐说。

他介绍说，中国的航天事业，从上个世纪50年代中期才开始起步。当时，我国物质技术基础十分薄弱，科学技术与工业水平相当落后，综合国力不强，又屡遭敌对势力的禁运、封锁。在这种情况下，钱学森冲破美国政府的重重阻挠，千方百计回到祖国。

钱学森在当时的美国，已是力学界、应用数学界和火箭技术方面的权威学者。1939年，在“航空航天时代的科学奇才”冯·卡门领导的火箭技术研究小组，钱学森从事独立研究。后来，钱学森成为冯·卡门的助手，是美国火箭技术的摇篮——加州理工学院古根海姆实验室最早的六名成员之一。

回国前，钱学森向冯·卡门告别时，冯·卡门曾激动地说：“你现在学术上已超过了我。”

刘登锐说，曾经有位院士这么说过，如果没有钱学森，中国的航天事业恐怕要晚二十多年。

第一枚探空火箭“T-7M”发射成功

1955年10月，钱学森终于回到了祖国。次年10月，中国运载火箭技术研究院（其前身是国防部第五研究院一分院）宣告成立，钱学森出任首任院长，至此，由他挂帅的导弹工程全面展开。

1960年2月19日，中国第一枚探空火箭“T-7M”发射成功。尽管探空火箭结构简单，但却是新中国的航天人，向祖国献上的第一枚真正的火箭。

这枚火箭的意义，用当时的技术负责人、中国科学院院士王希季的话来说，“如果没有这一步，恐怕不会那么快的时间把我国第一个运载火箭做出来，把东方红卫星放上去，那恐怕是不可能。”

刘登锐说，T-7M探空火箭发射试验场，位于上海远郊的东海之滨，这里人烟稀少，条件艰苦。发射设施的简陋程度让人难以想象：测试室由厕所改造而成，发电站是用芦苇席围成的，而指挥部则是设在一座废弃的旧碉堡内；发射过程更是让人难以置信：没有步话机、电话等通信工具，总指挥得挥舞着手势、扯着嗓子大声喊话才能下达命令。

“创业之初，中国航天人就靠着这种艰苦奋斗的精神，研制发射了第一代探空火箭。”刘登锐说。

他介绍说，1966年7月15日，我国的科学家利用火箭，成功地将一只名叫小豹的小狗，送到了距离地面70公里的高空，经过20多分钟的飞行后，小豹安全返回到了地面。28日，另一只小狗姗姗也被探空火箭成功送上了天。

其中，将小豹送上天的火箭，是“T 7A S2 ”，其前身是我国第一枚生物实验火箭“T7A S1”。刘登锐认为，虽然没有进入太空轨道，但能把生物送到高空并安全返回，这实际上为以后的载人飞船打下了基础。

导弹试验有风险，既成功过，也失败过

“我国的长征系列运载火箭，是在洲际导弹的基础上改制而成。”刘登锐说，而中国的导弹技术专家，对东风系列导弹关键技术的解决，为研究洲际导弹打下了基础。

中国导弹事业的发展，是从仿制苏联导弹起步的。按照中苏两国政府于1957年签订的“郭刚新技术协定”，苏联承诺在导弹技术上给予我国帮助。我国首先仿制的是苏联P-2地地导弹，早期代号为“1059”，后称为东风1号。

正当仿制进入关键时期，苏联单方面撕毁协议，撤走专家。苏联毁约，在一定程度上影响了中国导弹事业的发展，但却激发出我国导弹研制人员自力更生的精神。面对当时的形势，毛泽东说：“要下定决心搞尖端技术。赫鲁晓夫不给我们尖端技术，极好！如果给了，这个账是很难还的。”

苏联专家走后两个月，中国第一批仿制的，但却完全是自己制造的东风1号导弹出厂。1960年11月5日，东风1号在滚滚气浪中腾空而起，几秒钟后转向正西方向，飞向大漠深处，7分钟后，弹头落在目标区内，试验获得圆满成功。

“导弹试验有风险，既成功过，也失败过。”1962年春节前夕，东风2号失败的首次试射，让刘登锐印象很深刻，“如果说东风1号是仿制的，那么东风2号，则是完全由我国科学家设计和制造的。”

刘登锐说，设计这枚导弹就是要争口气，证明没有苏联专家帮忙，我国自己的科学家也能行。因此，这枚导弹又被称为“争气弹”。可惜的是，“争气弹”第一次试射没有给大家争口气，它脱离了轨道，从高空坠落了下来。

“当时科研人员都非常沮丧，原来准备的庆功宴，也没有人有心思吃。不过，钱学森的一席话，使大家又重拾信心，振奋了起来。钱老说，‘今天它掉下来，明天我们将把它射上去，没有什么了不起的。’他还以自己在美国反复修改论文的经历鼓舞大家。两年后，改造后的东风2号成功试射，”刘登锐说。

1970年4月24日21时35分，对中国人民来说，是一个历史性时刻。中国长征系列运载火箭的排头兵——长征1号运载火箭携带者中国第一颗人造地球卫星东方红1号，从酒泉发射场腾空而起，直奔东南方向的太空。10分钟后，卫星顺利进入轨道。

东方红1号的顺利升空，拉开了国航天事业的大幕。

火箭与导弹的区别：

在古代，火箭是指把装有火药的筒绑在箭杆上，或在箭杆内装上火药，点燃引火线后发射出去，箭在飞行中借助火药燃烧向后喷火所产生的推力，使箭飞行得更远，人们把这种喷火的箭叫火箭。我们现在所称的“火箭”，是指自身既带有燃料，又带有助燃用的氧化剂，用火箭发动机作动力装置，可在大气层内飞行，也可在大气层外的真空中飞行的飞行器。

最早出现的一些导弹，是用火箭发动机来推进的，有人就称之为火箭，因此，人们常常将火箭与导弹混为一谈。其实导弹和火箭是有很大差别的：导弹是一种战争武器，依靠自身动力装置推进，由控制系统控制其飞行并导向目标，而火箭则是一种飞行器，依靠火箭发动机产生推力飞行。

有些导弹用有控火箭作运载工具，这种作运载工具的火箭，就叫运载火箭。运载火箭不但可以运送导弹弹头，使其命中目标而成为导弹，还可以运送航天器如人造地球卫星、载人飞船和空间站。早期的运载火箭是从导弹运载器派生出来的，如我国的长征2号运载火箭，就是在我国研制的第一代洲际战略导弹的运载器基础上改制而成。

运载火箭级间分离与碰撞检测分析 篇4

关键词：级间分离,爆炸螺栓,碰撞检测

目前,世界各国都在致力于先进运载火箭的发展,提出了许多火箭的发展模式,以提高运载火箭的发射有效载荷的性价比。为了提高运载火箭运载能力,一般采用多级串联、并联或者串并联相结合的方式。不管何种方式,多级运载火箭在上一子级燃烧完后,都需要及时抛掉,减轻无用的结构质量。

多级火箭相邻子级之间进行的分离,称为“级间分离”。级间分离是多级火箭设计的重要分系统,有级间热分离和级间冷分离两种方法。火箭热分离是指上面级发动机点火,当其推力值达到一定值时,连接解锁装置解锁,上面级依靠发动机推力加速,下面级在上面级燃气流的压力作用下减速,从而使两级分开。在级间热分离过程中,作用在导弹上的力和力矩变化、爆炸螺栓未成功爆炸等扰动因素的影响,从而产生了对导弹继续飞行级的干扰,或在其分离过程中导弹上、下两级之间之间发生碰撞而造成不良后果。以此,有必要对导弹级间热分离过程的动态特性进行研究。

本文以两级串联火箭为研究对象。当火箭飞行到一定高度,一级助推级发动机工作结束,进行级间分离,在分离过程中,研究爆炸螺栓正常爆炸和未正常爆炸对二级火箭飞行带来的不同影响。在此基础上,对爆炸螺栓的安装位置分布进行了分析。并在研究常用碰撞检测的优缺点后,总结出来连续检测最可能碰撞点方法。

1 运载火箭分离过程建模

1.1 火箭分离过程描述

以某运载火箭为研究对象,其分离过程分为三个阶段:

第一阶段:当运载火箭一级火箭燃料用完时,发出分离指令,爆炸螺栓解锁爆炸。同时二级火箭发动机点火。

第二阶段:在二级发动机的作用下,使一级、二级迅速分离。同时检测一级、二级是否发生碰撞。

第三阶段:到一级、二级相对位移超过一级箭体直径的6倍,分离运动结束。

1.2 基本假设

1)多级火箭上下两级分离发生在高空区,可忽略大气的作用;

2)运载火箭轴对称,各种干扰和偏差在各方向上出现概率相同、大小相等;

3)忽略地球自转运动和火箭弹性运动,将火箭本体及上下两级分离体视为刚体;

4)忽略级间燃气在排泄过程中对下面级的气动影响;

5)分离解锁瞬间完成,不计分离不同步的干扰;

6)运载火箭上、下两级分离过程中,忽略上、下两级发动机推进剂燃烧而引起两级分离体质心、质量和转动惯量的变化。

1.3 分离坐标系

OX1Y1Z1为分离后下面一级的弹体坐标系,OX1与下级纵轴重合,OY1垂直于OX1轴,原点O为1级的质心。OX2Y2Z2为分离后上面一级的弹体坐标。

1.4 分离运动方程

1.4.1 作用于一子级的力和力矩

作用于一子级上的非质量力有一子级发动机的后效推力F1、二级发动机对一子级的反推力F2、故障情况下爆炸螺栓的冲量力F3。

式(1)中,F1=i=∑n1Xi,n为一二级之间爆炸的螺栓个数;F2=-e F21,式中,F21为二级火箭的推力,e为二级火箭对一子级的反推系数,由X/D的差值求得,X为一二级之间的距离,D为一子级上底直径。

1.4.2 作用于二子级上的力和力矩

作用于二子级上的非质量力有二级发动的推力F21,故障情况下的爆炸螺栓的冲量力F3。

1.4.3 运动分析

分离时,各级所受力和力矩不同,导致其运动也不同。

1)两分离体各自运动[2]

取发射坐标系OXgYgZg作为质心动力学方程的参考系坐标系。

动力学方程:

运动学方程:

姿态动力学方程:

姿态运动学方程:

2)相对运动分析[3]

在两分离体各自质心运动和姿态运动的基础上,可以分析其相对运动。

相对速度:

相对距离:

相对角速度:

相对姿态角:

取发射坐标系OXgYgZg为参考坐标系,一级到二级弹体坐标系的转换矩阵为:

式(10)中,Cg1为一级到发射坐标系的转换矩阵,C2g为发射坐标系到二级弹体坐标系的转换矩阵。具体可见文献[1]。

通过上式,可求出相对姿态角:

3)碰撞检测分析[4]

对于串联式的级间分离,碰撞问题主要考虑的是二级喷管与级间段发生碰撞的可能性。

现考虑碰撞检测的方法有危险截面特征点判断[1]和特定时间点碰撞检测[2]。

危险截面特征点判断方法判定了两特定点是否发生碰撞,但两分离体相对姿态发生变化,其危险截面也随着改变。因此其危险截面特征点并不是两固定的点。

特定时间点碰撞检测方法是在反推火箭点火结束时,计算两分离体轴向相对距离。此方法对分离过程不是连续的判断,如在反推火箭点火结束前发生碰撞则无法检测。

根据以上碰撞检测方法的优缺点,总结出以下方法。此方法能连续找出各个时刻的危险点,并判断是否发生碰撞。

如图1所示,一级轴线与二级主喷管底面的交点为点A,二级主喷管中心点为点B,点B在一级轴线的投影为点C,R2为主喷管的等效半径,R1为级间筒段内径,L为主喷管的等效长度。

碰撞边界为:

2 仿真与结果

本文基于VPM建立了级间分离系统模型如图1所示。

虚拟样机设计环境仿真框架软件(VPM)是西北工业大学航天学院开发研制、针对航空、航天飞行器应用对象的动力学虚拟样机系统。VPM软件的任务是为复杂的动力学系统的虚拟样机系统设计提供一个图形建模和仿真环境支持平台,作用是建立虚拟样机的仿真模型并完成仿真计算,其主要功能包括样机建模、样机的仿真和调试、数据管理三部分。

Motion模型是根据当前值和力与力矩解算运动参数值,结果传入relative模型中,进一步解算一级与二级的相对运动。Relative和motion模型同时把数据传入Collision Detect模型,判断碰撞或者安全。如果安全,继续飞行,如果碰撞,仿真结束。本文研究串联热分离的方案,一级和二级采用爆炸螺栓相连,在80 km高度分离,速度5 000 m/s,爆炸螺栓爆炸冲量作用时间为100 ms。分离后二级在发动机作用下爬升入轨。其分离过程在级间分离系统虚拟样机下进行仿真,其仿真结果如图3所示。

图3表明,爆炸螺栓是否正常爆炸,对飞行器的分离过程有较大的影响。如有爆炸螺栓未正常爆炸,飞行器级间分离运动到安全距离的时间也会增长,对二级的速度也有较大的影响,同时有能量的耗损。

图4表明,有一个爆炸螺栓为爆炸,靠二级对一级的拉力将爆炸螺栓拉断,当一二级的碰撞距离为0时,说明一二级发生了碰撞。在爆炸螺栓正常爆炸的情况下,一、二级之间的距离到达安全距离后停止仿真。

图5表示,当一个爆炸螺栓未爆炸时,对一、二级的相对姿态影响很大。姿态角的变化,容易引起一、二级发生碰撞。

连接一二级的14个爆炸螺栓其中一个未爆炸情况下对主级的影响是否有区别,有如下研究。

爆炸螺栓的分布如图6。

表1为各个爆炸螺栓未爆炸,一二级发生碰撞的时间。

由表1可知:从Z轴向Y轴的分离时间是越来越长,即爆炸螺栓越靠近Z轴就越容易发生碰撞。所以越靠近Y轴爆炸螺栓的密度可以适当大一些,越靠近Z轴爆炸螺栓分布密度要小一些。

3 结束语

本文进行飞行器级间分离六自由度仿真分析,提出了用于飞行器级间分离的仿真框架。通过应用刚体相对姿态运动学分析方法,提出了新的相对运动检测方法,建立了一二级相对运动模型。并分析了不同位置爆炸螺栓未完全爆炸对主级的影响,得到爆炸螺栓分布密度趋势。

参考文献

[1]孙平,刘昆.小型固体运载器一、二级分离动力学与仿真研究.国防科技大学学报,2010;32(2):27—32

[2]曾铁.某型号级间分离技术研究与应用.成都:电子科技大学,2009

[3]张耀磊,唐硕.基于虚拟样机的级间分离系统仿真.计算机仿真,2006;23(12):43—45

运载火箭 篇5

11月3日20时43分,中国最大推力新一代运载火箭长征五号，在中国文昌航天发射场点火升空，约30分钟后，载荷组合体与火箭成功分离，进入预定轨道，长征五号运载火箭首次发射任务取得圆满成功。

试用一个字概括3日成功首飞的中国长征五号运载火箭，那就是：大。

火箭芯级直径5米，助推器直径3.35米，全箭长56.97米。中国探月工程首任总指挥栾恩杰算了算：起飞重量869吨，是中国现役两款明星“长征二号F”和“长征三号乙”之和;推进剂重量、储箱焊缝长度，也是这两者之和。

火箭拥有“大心脏”，助推级为8台120吨级液氧煤油发动机，这是中国单管推力最大的新型动力装置。再加上1台50吨氢氧发动机和1台9吨级膨胀循环氢氧发动机，运载能力较现有的提高了两倍多，实现从中型到大型的跨越。

放眼全球，“长征五号”是亚洲低温火箭中直径最大、发动机数量最多的火箭，其运载能力与美国现役最大型运载火箭“德尔塔—4”、俄罗斯质子号、欧空局“阿里安—5”等旗鼓相当。

中国新一代运载火箭 篇6

大家知道，发射任何航天器，都离不开相应的几大工程系统的保障和配合工作。如发射“神舟号”宇宙飞船载人航天，需要七大工程系统有序地大力协同才能实施；发射“嫦娥一号”卫星探测月球，需要五大工程系统有机联动和适时衔接才能完成。尽管执行不同任务的航天发射之间相比较，有些系统有所变更，但是都少不了航天器系统、运载火箭系统、发射场系统和测控系统。由此人们不难理解我国开工建设上述两个工程基地的极端重要性。

研制新一代运载火箭的缘由

众所周知，中国已先后研制成功12种“长征号”和1种“风暴一号”运载火箭。其近地轨道运载能力为0.3～9.2吨，地球同步转移轨道即高轨道运载能力为1.45～5.1吨。这些火箭分别从酒泉、西昌、太原三个发射中心起飞，自1970年4月24日到2007年11月12日已把88颗不同类型的国产卫星、28颗国外制造的卫星和自行研制的6艘“神舟号”宇宙飞船送入太空轨道运行。上述122个航天器分别覆盖了地球拥有的顺行、太阳同步、静止和极地四种类型的轨道。2007年10月24日“长征三号甲”火箭还把“嫦娥一号”探月卫星送上了预定轨道，成为我国航天事业发展史上继成功发射人造地球卫星和载人宇宙飞船之后的第三个里程碑，也成为继美、俄、欧空局之后世界上第四个主力品牌火箭执行航天发射超过百次的国家。

鉴于西方工业发达国家始终把夺取空间优势作为航天领域的首要任务，仍在不断加速研制新型运载工具，新世纪初已经问世的美国“德尔塔4型”火箭、欧空局“阿里安5”改进型火箭和日本H-2A型火箭，高轨道运载能力最高分别达到了13.2吨、12吨和9.5吨。为使我国火箭技术继续在世界航天发射市场上占有一席之地，研制新一代运载火箭已迫在眉睫。

从我国和世界范围的科技发展态势看，研制新一代运载火箭也势在必行。一是随着信息技术的发展，应用卫星呈现出重型化和星座化的趋势，对运载火箭提出了更高的要求。二是随着空间技术的发展，各种天体探测器、太空望远镜和载人航天器将呈现多样化，对运载火箭提出了更新的要求。三是随着环保科技的发展，人类越来越重视地球环境免受污染，对使用有毒有害推进剂的运载火箭提出了换代要求。

有鉴于此，2007年10月30日，中国新一代运载火箭产业化基地在天津滨海新区开工建设。

新一代运载火箭的特点和性能

新一代运载火箭亦称新型大推力运载火箭，其型号命名将统一归纳为“长征五号”系列。它具有三个明显的特点：一是推力大。火箭应能满足发射不同用途的大型卫星、宇宙飞船和空间站的需要，能够承担国内外新型航天器的发射任务，运载能力能继续在世界航天高技术领域占住靠前的席位；二是无污染。原来使用的无毒的液氢液氧推进剂，不仅要继续使用，而且要提高发动机的推力。原来使用的有毒的偏二甲肼和四氧化二氮推进剂，不仅要被无毒的煤油和液氧所取代，而且发动机也要大型化。换句话说，新一代运载火箭是无毒、无污染的“绿色”火箭；三是成本低。火箭要实现通用化、系列化和组合化设计，不仅形成高可靠性，而且降低制造成本。

高起点的新一代运载火箭的技术方案可用一个重点、两种动力系统和三个模块来概括。一个重点即以发展5米直径的大型火箭为重点；两种动力系统即采用51吨推力液氢液氧发动机和128吨推力煤油液氧发动机两种新型动力系统；三个模块即以5米、3.35米和2.25米三种直径火箭为三个基本模块。通过模块化的选配组合，采用轴向串联、横向捆绑并联和串并联共用的方式，既可减少研制工作量，又可形成六种高轨道和八种低轨道的新型火箭系列，满足不同发射重量的需求。其近地轨道运载能力可覆盖1.2～25吨，地球同步转移轨道运载能力可覆盖1.8～14吨。两者的最大值都比长征系列运载火箭实际使用的最高运载能力高出3倍左右，可发射20吨级载人空间站、大型太空望远镜和深空探测器以及各种重型应用卫星，其中的小型火箭具备双星或多星发射更小重量级卫星的能力，能满足2l世纪上半叶国内外航天发射市场的需要。

海南新航天发射场开建

在新一代运载火箭加紧研制的同时，中国还将在海南省文昌市建设新航天发射场，满足新一代无毒、无污染运载火箭和新型航天器发射任务需求。2007年10月29日，新航天发射场前期工作正式开始。预计2012年建成的新发射场占地1.7万亩，由技术区、发射区、指挥控制中心、跟踪测量站以及通信、气象、交通等技术保障系统组成。未来将主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测器等航天器的发射任务。

由于建国以来的国内外背景等历史原因，我国现有的酒泉、西昌、太原三个航天发射中心都建在内陆地区，存在着铁路运输不利于大型运载火箭的发展、发射地理纬度高不能充分利用地球自转速度和飞行航区安全性差等缺点，故而作为新一代运载火箭研发使用配套的重要项目，在海南省文昌市建设新的航天发射中心。这样，发射场面临广阔的太平洋海域，可通过水上大型交通工具运输巨型火箭，地理纬度低能较多地利用地球自转速度从而节省能耗，火箭落点位置易于选择，其飞行航区的安全性问题可彻底解决，亦便于开展国际交流与合作。新发射场启用后，酒泉卫星发射中心仍将继续承担返回式卫星、载入航天工程等发射任务；太原卫星发射中心仍主要承担太阳同步轨道卫星发射任务；西昌卫星发射中心将作为新发射场的一部分，只承担应急发射任务。

事实上，凡是发展航天科技的国家都最大限度地充分利用靠近赤道位置建设航天发射场。美国在其东南部面临大西洋的佛罗里达州卡纳维拉尔角建设了航天发射中心。印度在其东南部面临孟加拉湾海面的斯里哈里科塔建设了航天发射中心。欧洲空间局在位于赤道附近的法属圭亚那库鲁地区建设了航天发射场。日本在其本土最南端的种子岛建设了航天发射中心。美国、俄罗斯、乌克兰和挪威的四家大公司组建的海射公司选择太平洋赤道海域作为海上航天发射场。

海南省文昌市除处于低纬度地区这个最主要的地理位置优势外，还具备良好的自然条件。这里地势平坦开阔，地质结构稳定，气象条件好，气温变化小，水资源丰富，人口密度较低，通视环境较佳。

天津滨海新区生产的新一代运载火箭，将可搭乘专用船只抵达海南文昌航天发射场。未来，当新一代运载火箭实施点火腾空时，那将标志着我国和平开发利用空间资源的能力迈上了一个新的台阶。

运载火箭 篇7

随着航天事业的快速发展,运载火箭进入高密度发射期,面临多型号多发火箭同时装配,并且装配周期不断压缩以及“保成功”的质量要求,采用传统的计划管理软件和“人盯人”方式难以满足多项目信息流程监控的要求。装配作为运载火箭研制生产的最后一个环节,是对前期研制生产工作的总结,所涉及的范围广,包含的信息量大[1],出现的任何一个问题都有可能涉及到不同的研制生产单位和不同的研制生产环节,传统的信息逐级反馈、逐级确认、逐级汇报、逐级上报的信息传递模式已经远远不能满足现阶段的质量控制及生产进度要求[2]。所以必须采用更为高效的技术手段来辅助装配管理模式的改进与提升。

目前,运载火箭装配管理模式存在以下六方面的问题:1)计划的传递未能深入一线装配生产现场;2)质量记录以纸质方式为主,记录不及时不规范;3)对产品质量的过程控制制定了控制方法,但存在执行难的问题;4)生产过程采用表单人工流转,导致效率不高,并且无法进行监控与追踪;5)计划流程与技术流程脱节,导致计划信息与技术信息不协调;6)对于统计数据,目前还采取手工收集及处理的方式,加上装配过程中的信息分散,数据信息掌握在不同部门不同人员手上形成信息孤岛,无法集成到一起,远远不能满足企业日益增长的数据量要求。

针对以上问题,本文采取以单发火箭为中心,研究分析装配过程中关注的主要信息,并对信息建立内在联系,从而集成与单发火箭装配有关的主要信息。为对信息进行过程控制,从闭环管理的角度提出三级控制与四级监督的过程控制方法,以达到提高装配信息管理水平和产品质量。

1 运载火箭装配流程及产生的装配信息

运载火箭装配过程包含总装厂装配及发射场装配,由于运载火箭研制是一个系统工程,装配作为运载火箭研制生产的最后一个环节,是众多研制生产单位产品的最后集成,因此装配过程中会产生各种各样的信息,并且会牵涉到不同的研制生产单位。运载火箭装配的一般流程如图1中X轴所示,从装配计划下达,工艺技术文件准备,各研制生产单位配套产品交付总装,总装厂总装,总装完成后的集成综合测试,然后进入发射场总装及测试,最后是成功发射。装配的不同阶段会产生不同的信息,如图1中Y轴所示,计划下达阶段会产生计划节点信息;工艺技术文件准备阶段会产生装配的技术文件信息,包含装配需要的各种工艺文件、通知单、更改单等;各研制单位配套产品交付总装会生产配套信息;总装厂总装会产生装配过程中的质量信息、现场问题处理信息、技术文件执行情况信息、计划节点完成情况信息等;集成综合测试会产生测试信息;发射场总装及测试会产生发射场工艺技术文件信息、发射场装配质量信息、发射场装配现场问题处理信息、发射场测试信息等。图1中装配流程具有先后顺序关系,见图中X轴的各装配流程节点之间的单向箭头,但是各流程节点产生的装配信息之间是双向流动的,见图中X轴方向各流程节点产生的装配信息之间的双向箭头,信息的流动通过不断的反馈循环进行。以技术文件信息和配套信息为例,配套信息的依据是技术文件信息,但当配套信息执行过程中发现配套信息有错误时,又反馈到技术文件信息,从而对技术文件信息进行修改,因此信息的流动是双向的。

由于装配过程产生的信息种类繁多,见图1中所示,信息分散在不同的生产单位、不同部门、不同人员手上形成信息孤岛,导致最后的信息汇总及追踪存在困难,并且有些信息是保存在独立的信息系统里。因此本文将从众多的信息中梳理出装配过程中关注的几项主要信息,对有些保存在其他专门信息系统中的信息预留接口,方便进行信息的集成与共享。通过对装配过程的分析,装配过程中关注的主要信息如图2所示,包含工艺技术文件信息、与本发火箭有关的通知单/更改单信息、计划节点及完成情况信息、配套信息、装配质量信息、现场问题处理信息等六大类信息。每类信息又包含众多的属性信息,比如工艺技术文件信息包含工艺编制人、编制日期、工序名称、工序内容、工艺文件中的配套信息、使用的工装工具信息等,这里不做详细论述。由于一发火箭的计划信息相对较粗,为便于总装进度的精细化控制,本文采取的方法是根据计划信息从工艺技术线的角度将大的计划信息拆分为不同装配子项目信息,以一子级火箭装配为例,将一子级装配细分为箱内传感器安装、单箱气密、舱段对接、发动机安装、导管协调、动力系统安装、整流罩协调、一子级气密、一子级设备电缆安装、一子级多余物滚动检查、一子级称重等,通过对这些装配子项目的进度节点控制来实现整个任务节点的控制。为对装配质量进行过程控制,本文将装配过程中对装配质量有影响的环节单独列出,形成质量控制点,主要包括强制检验点、同步检验点、以及工艺技术人员要求的质量控制点,对于不同的质量控制点列出详细的技术指标,以及需参与进行现场确认的人员名单,从而对质量进行过程控制。

2 运载火箭装配过程信息控制方法

2.1 运载火箭装配过程信息管理现状

近年来随着运载火箭发射任务量的逐年增加,对航天企业管理能力提出了严峻的挑战,亟需引进现代的生产管理方法及其信息化手段。但是由于一线生产的信息化技术发展远远落后于企业计划层,成为企业信息集成的瓶颈和企业信息化的最薄弱环节,制约了企业制造执行效率的进一步提高[3]。运载火箭装配现场大都还延续传统的装配模式,采用纸质文件和图纸,缺少便于理解的三维可视化工艺平台,过分依赖于操作人员的经验;总装生产过程监控手段落后,不能精确把握生产计划的执行情况;装配现场的配套管理落后,不能根据单发火箭进行配套信息的资源重组;产品零部件履历信息、检验结果等生产数据,采用手动记录方式,信息采集效率低,传递速度慢,可追溯性差[4]。

由于企业目前已经建立了一些信息化系统,与运载火箭装配有关的主要有计划管理系统、配套数据系统、CAPP系统、PDM系统、工艺文件登记系统等。对于运载火箭装配而言,主要关注两大类信息,计划信息和技术信息,计划信息主要存在于计划管理系统及配套数据系统,而技术信息主要存在于CAPP系统、PDM系统、工艺文件登记系统、质量管理系统,这些系统之间的数据信息互相独立,未能实现信息之间的互相自动关联,由于这些系统都是从企业层面考虑的,未能延伸到生产一线,企业正在规划的MES系统更多的是从计划信息角度考虑生产过程的执行监督,因此本文侧重于从技术信息的角度考虑生产一线的信息管理及监督,同时预留接口集成计划信息管理系统。

2.2 运载火箭装配过程信息控制方法

运载火箭装配过程中信息的控制需要装配过程中所有参与人员的共同配合,为确保火箭的装配质量,装配过程中的信息流转、信息监控、信息纠偏尤为重要。通过对企业实际装配过程的调查和分析,既满足简化流程、提高效率,又确保信息的完整性、可控性、真实性,本文提出一种符合企业装配实际的三级控制与四级监督的过程控制方法,该方法主要针对技术信息及计划信息,将两类信息建立联系,解决现有的技术信息与计划信息分离的问题。技术信息主要是工艺技术文件、通知单/更改单、质量控制点等信息,计划信息主要指装配大计划及装配子项目信息。装配过程中信息的三级控制主要考虑一线生产现场的人员参与频率,信息流转的及时性,信息的真实可靠性,既要简化流程,又要确保信息得到可靠的控制及追踪。因此本文结合企业生产实际,信息的三级控制由主管工艺员、一线调度员、现场检验员负责,最后流回主管工艺员处,形成闭环,以便信息得到有效的监控,装配过程中信息的三级控制如图3所示,工艺员负责技术信息,调度员负责计划信息,检验员检查最终的执行结果,装配过程中信息的三级控制方法有效地将技术信息与计划信息结合。为对信息的完整性、准确性、有效性、及时性进行实时监控与追踪,本文针对生产实际提出一种符合生产实际的四级监督控制方法,如图4所示。该控制方法对不同环节不同角色人员的信息由不同的人员进行实时监督,对有问题的信息进行及时纠偏,确保装配过程中的信息完整、准确、及时、可靠。如图4所示,工艺员数据信息的完整性、准确性由主任工艺师及质量师监督,调度员/配套员信息由工艺员监督,生产现场信息所有参与人员均可监督,检验员信息由工艺员及质量师监督,装配员对整个生产环节可进行反馈监督,通过该四级监督控制方法,使过程中的信息得到更好地控制。

3 面向过程控制的装配信息管理系统的设计与实现

3.1 系统架构设计

根据运载火箭装配过程的特点及上述装配过程信息控制方法的研究,为实现对装配过程中信息的有效监控和管理,构建了如图5所示的装配过程信息管理系统架构。该系统采用基于网络的B/S架构为总体架构,用户只需通过浏览器即可访问系统,系统包括用户层、应用层和数据层。用户层为多个用户提供统一的人机界面和协同工作环境;应用层包括系统应用功能和服务组件,用于对总装过程中信息的业务逻辑处理和应用数据维护;数据层为系统提供数据存储支持。

此外,系统为集成其他与本发火箭有关的数据信息,提供了对外接口服务,主要用于对计划管理系统、配套数据系统等的集成。

3.2 系统功能设计

本系统的功能模块分为技术信息管理、计划信息管理、 配套信息管理、现场信息管理、 接口信息管理、系统信息管理等六大模块,如图6所示。技术信息管理用于对装配过程中依据的技术文件信息进行管理,确保装配过程中的技术要求得到落实,对装配过程中的技术更改及时纠偏;计划信息管理用于对装配过程中的计划节点及配套节点进行管理,及时根据预警信息协调有关责任单位按节点完成配套和装配,该功能模块可通过接口直接集成计划管理系统;配套信息管理用于对各型号的配套零部件进行管理,与工艺文件信息结合使用,该功能模块可通过接口与配套数据系统集成;现场信息管理用于对现场的计划及技术要求完成情况进行实时监控,现场问题处理信息的记录,现场质量信息的记录,现场电子看板及内部通知信息的管理;接口管理用于与外部系统的接口管理;系统管理主要是后台的控制管理,主要针对用户信息及权限管理,系统流程的配置管理,各种数据信息的查询统计分析。

3.3 系统的开发和实施

基于前面对装配过程中信息管理及信息的过程控制方法的分析以及系统架构设计,开发了面向过程控制的装配信息管理系统,本系统在J2EE平台上进行开发,采用B/S三层体系结构,保证系统有较强的通用性以及维护的便利性,用户界面采用JSP与HTML技术实现,相关的组件采用Java Bean与Servlet实现,数据库使用SQL Server 2005,采用MVC设计模式。该系统在某航天企业装配现场成功实施,如图7所示为系统运行界面。

4 结束语

本文针对企业装配现场需求,对装配过程中的信息类型,信息管理控制方法展开研究,分析了装配过程中关注的主要信息,提出了一种符合装配现场实际的三级控制及四级监督的过程控制方法,构建了面向过程控制的装配信息管理系统架构,开发了原型系统,并在企业内部进行了实施应用,通过应用结果表明,该系统可以对装配过程中的信息进行有效地监控与追踪,以及快速获取及管理与单发火箭有关的主要信息。

摘要：为解决运载火箭装配过程中的信息分散问题,实现装配过程中主要信息的集成、共享,并实时监控及追踪装配过程中的信息,从装配现场实际需求出发,研究了运载火箭装配过程中围绕单发火箭关注的主要信息,以及各信息之间的相互关系,并从闭环管理的角度提出对信息的流动采取三级控制及四级监督的过程控制方法。最后设计并开发了面向过程控制的装配信息管理系统。

关键词：运载火箭,过程控制,装配,信息管理

参考文献

[1]余子开.基于SOA的航天产品装配工艺知识管理技术研究[J].制造业自动化,2014,36(6):136-140.

[2]杨山豹,何薇.面向航天产品制造过程的质量管理系统建设与实施[J].航天制造技术,2012,(6):19-23.

[3]孟翔,薛善良,李建平,杨年宝.航天产品装配生产MES研究[J].机械设计与制造工程,2013,42(10):43-46

运载火箭 篇8

11月3日20时43分,我国最大推力新一代运载火箭长征五号从中国文昌航天发射场点火升空,约30分钟后,载荷组合体与火箭成功分离,进入预定轨道,长征五号运载火箭首次发射任务取得圆满成功。

长征5号运载火箭核心技术具有完全自主知识产权,是中国目前运载能力最大的火箭,肩负着我国探月三期工程、载人空间站工程和火星探测工程等大型载荷和深空探测任务载荷的发射任务,将实现我国液体运载火箭直径从3.35米至5米的跨越,使我国进入空间能力提升2.5倍以上。此次发射成功,是中国由航天大国迈向航天强国的重要标志。

运载火箭 篇9

运载火箭的地面测发控系统软件由多个应用软件组成,如主控软件、虚拟显示软件以及数据处理软件等它的主要功能是实现流程控制与数据判读自动化,控制后端PLC、地面测试计算机等完成测试发控流程及数据采集和判读,并将测试数据及判读结果送到数据处理计算机进行数据显示,转发总体网、遥测、动力等系统的控制命令与回令。

利用中间件技术主要在两个方面改进现有测发控系统软件的开发模式。

一是实现跨平台代码的移植和框架级的重用。利用处于中间层次的软件屏蔽软硬件平台底层的差异性,利用中间件技术开发的控制器可以实现不同硬件平台不同操作系统之上进程或者线程级别远程对象或过程(过程:不存在操作系统情况下,实现某一功能的代码)的统一管理和调度。

二是异构网络的数据传输。当前运载火箭地面测发控软件的通讯 协议众多 , 有基于以太 网、CAN总线、1553B总线、422总线、485总线等 , 且随着通信技术的发展,型号软件间接口有进一步增加的趋势。当前,测发控软件中地面及弹上软件接口实现方式均采用硬编码通讯双方协调通讯协议,定义传输的数据格式,形成接口文件作为双方设计的输入文件。在型号研制初样和试样阶段大量的研制资源投入在接口的调试,并且由于接口协议理解不一致易造成进度延期。利用中间件技术对型号中常用的通信协议进行封装可以解决硬编码的效率问题和质量问题。

本文在中间件技术的研究基础上,成功地将其应用于某运载型号测发控软件再工程改造过程中,通过改造原有软件系统,减少了程序模型间的耦合度,提高了软件构件化程度,为大规模信息融合应用系统的开发奠定了基础。

2 测发控软件的中间件模型

软件架构描述的对象是直接构成系统的抽象组件,各个组件之间的连接和组件之间的通讯关系。参考型号归档的任务书、需求以及详细设计等文档,得出软件需实现对象的抽象功能划分,及各个软件运行剖面的信息流流向。

以图1为例, 即PLC通信协议解析部分的系统架构恢复流程, 其旨在确定MODBUS协议解析部分的结构部件、模块和对象以及他们之间的关联。在实际工作中采用 软件聚类 (Software Clustering) 和程序分 片(Program Slicing)的方法,其他功能类的模型抽象过程与之类似。

在将PLC子系统划分为模块的聚类过程中,利用数据流在流经程序模块后其值的改变情况,将类似的模块或者部件归类。具体可划分为Mod Bus数据容错处理模块、ModB us数据预处理模块、Mod Bus协议解析模块等。

由于PLC子系统中的Mod Bus协议解析模块较为重要 , 将原软件 中已聚类 出的协议 解析模块 针对Mod Bus消息功能码的不同再次进行聚类 , 拆分出读点组件、写点组件、读寄存器组件、写寄存器组件等。

为了获取到系统的整体视图,需确定组件之间的依赖关系。采用软件分片的方法, 以系统的调用图(CallGraph)作为面向过程代码的高层抽象 ,将程序切割为关注点集中于系统局部的分片,每个分片是功能上或结构上的独立模块,以程序语句层为主,给出变量相关的程序部分,以调用图通过模块和模块之间的调用关系来表达整个系统。

通过对当前火箭测发控软件的文档和程序代码恢复出的软件架构进行归类, 将得出的组件按照中间件C/S三层架构模式进行划分。具体将测发控软件的测试流程划分为三层C/S架构,主要由主流程部分、中间件层部分、重用控制器部分三部分。

主流程部分主要实现流程性的功能,响应用户及系统消息完成相应测试任务,为Client。当Client运行到某一流程步,则向Server重用控制器部分提出请求。Serve部分的每个控制器对象负责一类设备的全部功能操作如实现执行与该设备相关的测试步序,显示、存储、判读测试数据,设备切换等功能。

中间件层可以分为两个部分:一部分是网络路由服务,通过该网络路由服务可以组织成复杂的通信网络架构;另一部分是应用服务,应用服务主要实现业务层的相关操作, 即相关业务逻辑流程可以在应用层进行组合,完成不同要求的业务流。

主流程处于最顶层,通过响应用户及系统消息完成相应功能。主要功能包括:测试流程的加载与执行,管理测试设备连接,数据接收、显示等。

确定测试流程分为测试类、测试项、测试分组、测试步序四个级别,测试步序为测试流程的基本单元。测试分组由多个测试步序组成,如分组“加电”是测试中可以从测试项目树中勾选的最小单元,在测试出现问题需重新测试时,可根据当前状态跳过某些分组;测试项可以由多个测试分组组成, 也可以直接由测试步序组成,包含业务上完整测试项目的全部操作;测试类是对测试项划分,如“总检查”、“分系统测试”等。

优化之后的主流程部分测试流程为程序启动后首先进行初始化操作,顺序进行相应的界面初始化、连接初始化、控制器初始化等。流程框架部分测试流程如图2所示 ,测试开始时 ,用户需在测试项目树中选择测试项或分组,程序从本地数据库中获取全部被选测试步序的参数信息,然后按顺序存入执行序列列表,并根据测试步序的类型调用控制器服务器端的函数完成与相关测试设备建立连接并对被测设备进行初始化的工作,其中间件Mod Bus客户端初始化功能实现如下:

1) 调用对象 请求代理ORB初始化函 数 , 获取ORBroot引用;

2) 调用resolve_Naming函数获取已在服务端运行的命名服务的引用;

3)利用命名服务引用,查找命名服务中的初始化对象指针,实现初始化的远程对象的本地调用。

控制器模块主要实现运载火箭地面测发控系统软件中主控计算机控制的各个设备所需完成的测发控功能。利用系统架构恢复方法恢复出VXI数据采集、PLC通信协议解析、NPORT、三轴转台、速率转台等软件功能模块,将其描述为控制器。

3 中间件层提供的服务

分布计算中间件模块为火箭测发控系统软件的研制提供了一个开发和运行的软件平台。结合型号任务的需要,来满足协议的封装和安全可靠性的要求,提供了底层通信及分布式应用开发的支持服务。

为尽量不改变原有程序架构,软件针对新需求的改造过程,如图3所示,采用代理的各种方式实现。利用编译器编译完成的客户端stub和服务端skeleton, 提供客户端和服务器端方法的请求和响应。某远程对象的平台无关代码经过编译器编译为具体平台的客户端stub和服务端的skeleton。客户stub是远程对象的本地替身,接受调用请求,对程序员透明,可以让远程对象若本地对象一样调用。服务方的skeleton主要功能是在服务端定位远程对象之上的方法。在工程开发中采用的VS2010编译器,将客户端的stub和客户端的服务请求流程性代码进行联合编译成客户端的应用。而在服务器端不仅需要skeleton和启动服务使能服务流程性代码,还需要将服务器端的服务实现代码加入,进行联合编译成服务器端应用。通过此种方式开发的客户端和服务器端应用可实现远程对象的本地调用过程。

为实现远程对象本地调用的目的,需要对底层通信进行抽象封装以解决分布式和异构性的问题。利用此服务, 型号软件开发人员不需要再采用重复的易出错的socket编程 ,只需要调用简单易用的软件接口 , 将源端地址和目的端地址作为参数传递即可实现设备之间的数据传输。

具体工作原理,如图5所示,Mod Bus控制器的对象引用是分布环境下Mod Bus控制器对象的抽象,用来唯一标识Mod Bus控制器对象。对象引用包含定位对象所在机器的信息(IP地址),在该机器上定位对象所在进程信息(端口号),在该进程中定位目标对象的信息(ObjectKey)。对象引用内部结构对开发人员透明 ,开发人员拿到一个对象引用后调用ptr_to_object方法,即可实例化出远程对象的本地客户端stub。

本地调用是由编译器透明地将控制流(即调用对象方法的指令)直接翻译为机器代码。远程调用由于需要通过网络,而网络只能传递数据流(即消息),因此,调用过程是一个“控制流→数据流→控制流”的过程。“控制流→数据流”过程,将对象方法调用的指令编码成网络消息并发送出去。“数据流→控制流”,接收网络消息并解码还原 成对象方 法调用的 指令。GIOP (GerneralInter-ORB Protocol)对当前运载火箭地面测发控软件的通讯协议进行了封装,定义了对象请求发送和接收的各种消息的格式及其含义。

对象实现是程序设计语言级别的实体,用来为一个或多个远程对象的请求提供实现。存在于服务方进程空间中,客户方发出的对一个Object的远程调用将由对象请求传递到服务进程中。服务方经过对象适配机制,查找维护的“对象ID-对象实现指针”映射关系表,找到对象实现的指针。通过对象实现的指针, 利用skeleton找到对象之上的方法。

4 结束语

运载火箭 篇10

人物简介:

龙乐豪,中国工程院院士,运载火箭技术专家,首次月球探测工程突出贡献者和老教授科教兴国贡献奖获得者。现任中国运载火箭技术研究院运载火箭系列总设计师,主持和参加五项国家重点工程中运载火箭的研制。其参与设计的长征三号甲系列火箭被誉为“金牌火箭”,至今仍保持1 00%的飞行成功纪录。龙院士参与了首次月球探测工程的顶层研究设计,主持过载人登月发展战略研究,提出我国载人登月工程发展思路与技术途径的建议。

3句话自我简介

龙院士用3句简短的话向同学们介绍了自己:我是一个“70后”的老人,今年76岁。我是一个农民的儿子。我是一个从牛背上走下来的火箭总设计师。

龙院士出生在湖北省汉阳县,和那个年代很多孩子一样,小时候的他吃过不少苦头。早出晚归放牛,为了少走弯路,他常常骑在牛背上划水过河,也多次死里逃生。没想到,就是这样一个牛背上的少年,日后会成长为一名著名的火箭设计专家。

儿时的3个梦想

第28届全国青少年科技创新大赛的主题是“3个梦”——中国梦、科学梦、青春梦。龙院士说,他年少的时候也有“3个梦”——上学梦、军工梦、航天梦。

小时候因为家境贫困,直到1 1岁时,他才有机会上小学。不过他求知若渴,只花了3年的时间就完成了小学学业。小时候的他曾经躲过日本人的刺刀,也亲眼看到过日军滥杀无辜。“日本人为什么会不远千里跑到我们的国土来侵略我们,是我们的国家太贫弱了吗?”这使他萌生了第二个梦想——必须要强大我们国家的国防。幸运的是,1958年,他考上了上海交通大学电机与电器制造专业,后来因专业调整,被编到导弹自动控制专业,实现了他的军工梦。1963年大学毕业以后,他直接进入国防科研部门从事国防科研工作,具体来说就是从事导弹火箭的总体设计。龙院士欣慰地说,上学梦和军工梦他已经实现,而至于航天梦,还在努力和实践中。

设计3种火箭

龙院士主要从事的工作是从事长征三号系列运载火箭的研制。长征三号甲(CZ-3A)、长征三号乙(CZ-3B)、长征三号丙(CZ-3C)这3种火箭都是龙院士任总设计师兼总指挥。这3种火箭的技术已达到国际一流水平,至今已发射了57次,将69颗卫星送入了预定的轨道,成功率达到98%,并都获得了国家科技进步一等奖。

长征三号甲火箭的研制成功应该说是旗开得胜,一直到现在还是我国的金牌运载火箭,总共发射26次,成功率达到100%。

然而,长征三号乙火箭则是命运多舛,出师不利,首飞失败。为何失败,是设计错误还是其他的毛病?必须要马上查清楚,当年他和他的团队顶着巨大的压力,经过3个月艰苦的工作终于找明原因。经过44项地面改动和1 20多次的实验,终于完成了规定工作,在1997年8月20日再次起飞成功。长征三号丙姗姗来迟,未辱使命,从研制立项到首飞历经1 3年,已经发射1 0次,全部成功。

我们也有能力制造航天飞机

有同学问:我国为什么不进行航天飞机的研发?龙院士介绍说,美国发展的航天飞机从技术上来讲,是我们人类的骄傲,但遗憾的是它的目标太超前,而我们人类目前的制造工艺和技术水平与之还有一定的差距。在航天飞机飞行史上,曾发生两次失事事件,共14位航天员在空中罹难。在整个设计上,航天飞机没有给人逃生的通道,没有体现以人为本的理念。

我国搞不搞航天飞机目前还没有最后确定。目前,我国主要是走空间站发展战略,空间站不一定由航天飞机来进行运输,也可以由运载火箭来完成。但从目前技术上来讲,国家一旦需要航天飞机,我国是绝对有能力设计制造的。

人生的3个感悟

“勤奋补拙,智商居次。三分聪明,七分勤奋。”现年76岁的龙院士,回首自己的生命历程,感慨地说出他的第一个人生感悟。学生时代的他曾当过三好学生、少先队大队长、 学生会主席、优秀学生干部……然而被光环笼罩下的他其实基础并不好,但勤能补拙这句话深深地烙印在他心里。他之所以能获得这些成绩,主要得益于他的勤奋和努力。

“得意淡然,失意泰然。”是龙院士的第二点感悟。龙院士经历过光辉的成功,但也饱尝过惨痛的失败。尤其是长征3号乙火箭(CZ-3B)的出师不利,首飞失利。当时他和他的团队顶着泰山压顶般的压力,没有一丝气馁,而是振作精神,继续坚韧不拔地继续前进,经过3个月艰苦的工作终于找明原因。

虽然经历了种种困难,但他的卓越贡献得到了社会的认可,获得了国家的最高科学技术进步奖,并多次受到了党和国家领导人的亲切接见。龙院士的第三点感悟就是“梅花香自苦寒来,宝剑锋从磨砺出。”

对未来3点展望

对于未来,龙院士也有3点展望:一是在2020年以前,我们国家建立自己的空间站。目前空前站还只是一个基本的设想:空间站约90吨,主要包括一个核心站和两个实验舱。第二个展望是2025年左右进行有人或者无人的月球探测。2013年年底,“长征三号乙”运载火箭将把“嫦娥三号”月球车送到月球表面。2017年,我国将用“长征五号”将“嫦娥五号”月球探测器送至月球表面取样,再返回地球。目前“长征五号”大推力运载火箭正在研制中,预计到201 5年研制成功,进行发射。

登上火星进行探测一直是人类的梦想,这也是龙院士的第三个愿望。龙院士说,根据我们现在的计划,2030年之前,我国将会对火星、金星、木星等进行9次探测。

对青少年3点希望

对于青少年,龙院士寄予他们殷切的希望。青少年代表着未来,是祖国的希望。因此,青少年首先是要热爱我们的祖国,热爱航天,投身航天事业。中国的航天事业正处在黄金发展的时期,舞台非常广阔,机会也很多,值得有志青年去热爱、去投身。

其次,要做一个高素质的人。他认为,个人素质=(知识+能力)×品德。做人,要有好的品德,做好人,要知足。做事要好本事,做好事要知不足。做学问,要耐得住寂寞。

飞入太空，这些运载火箭声名显赫 篇11

“能源号”运载火箭是苏联研制的一种超重型运载火箭，至今仍保持运载能力最强的世界纪录。“能源号”只执行过两次发射任务，而且第一次发射中，有效载荷没有正常工作（极地号与能源号分离后调整姿态失败，重返大气层解体）。

“长征”系列火箭

1970年4月24日，中国的“长征1号”运载火箭诞生，首次发射“东方红1号”卫星成功。截至2014年9月28日，该系列火箭累计发射194次。“长征”系列运载火箭已逐步发展成多发射任务需求、四个系列十二个不同型号的大家族。

“联盟号”系列火箭

“联盟号”和“联盟2”火箭是1957年10月4日把世界上首颗卫星“Sputnik”送入轨道的首枚轨道运载火箭R-7的后代。算上“联盟号”的所有型号，该系列火箭已进行了1735次以上的发射，使其成为世界上迄今使用最频繁的火箭。今天，“联盟号”火箭的主要任务包括为国际空间站运送人员和货物。

“质子号”系列火箭

质子号是俄现役运载火箭中最大的一种。在美苏登月竞赛时期，质子号承担了将大多数月球号无人探测器送上月球的任务。质子号也预计参加苏联载人登月计划，后来苏联政府对登月失去了兴趣，虽然还是用质子号发射了几艘“探测器”号飞船进行了绕月飞行，但所携带的只是动物而已。近年来，质子号一直在同时用于发射俄政府有效载荷和商业通信卫星。质子号的增强型号“质子M”配备了更高效的发动机，能从拜科努尔航天发射场把世界上最大的通信卫星送入地球同步转移轨道。

“战神”系列火箭

2009年10月，美国对新型的战神1号（Ares I）火箭进行了测试发射，战神1号火箭是自 1981 年的航天飞机计划以来NASA研发的第一枚新设计的火箭。

“战神”系列运载火箭计划中包含战神1号、4号、5号运载火箭，是航天飞机退役后接替发射任务的火箭，战神1号运载火箭属载人性质，计划酬载“猎户座”飞船运送宇航员；其他两者为载物火箭，计划酬载月球载人登陆器等设备。战神5号重型火箭用于支持飞往月球等深空探测任务，预计首次试飞将会在2018年前后进行。

“阿丽亚娜“火箭

“阿丽亚娜”火箭是欧洲空间局自行研制的可抛式发射系统，迄今已有1-5号五种基本型和多种改进型火箭，其名称来自神话人物阿丽雅杜妮（以法语发音）。

早期的“阿丽亚娜”运载火箭都有失败的记录（“阿丽亚娜”1、2、3号成功率较低），“阿丽亚娜”4号及5号运载火箭最为可靠。近年来，“阿丽亚娜”系列运载火箭已经占据国际商业发射市场的半壁江山。其中，“阿丽亚娜5号”运载火箭可运送大型载荷。“阿丽亚娜5号ECA型”运载火箭于2007年5月4日创下了商业载荷的新纪录，发射了两枚总重9.4公吨的卫星。

梁思礼:家国情怀火箭人生 篇12

梁思礼的名字为更多人所知是因他显赫的家庭——他的父亲是近代中国有名的大家梁启超, 他的兄长是中国著名的建筑学家梁思成。然而对了解航天的人们来说, 梁思礼的大名同样是“如雷贯耳”。他是中国著名的导弹和火箭控制系统专家, 他参与了中国航天历史上的诸多“首次”, 曾在“长征二号”运载火箭研制中首次采用新技术。他对航天可靠性工程提出精辟论述, 是航天可靠性工程学的开创者。

1924年, 51岁的梁启超迎来了他最小的儿子梁思礼。在后来的许多年里, 梁思礼每每回忆他与父亲的相处, 总是充满了怀念和温情。他曾说, 在自己众多的称谓里最喜欢父亲留给他的昵称“老白鼻”, 而父亲对他最大的影响便是“爱国”。

“有人曾经问我, 你从你父亲那里继承下了最宝贵的东西是什么?我回答说‘爱国’”, 梁思礼说, “父亲生前曾说过, ‘人必真有爱国心, 然后方可以用大事’, 这句话支撑了我一生的追求。”

因着这份爱国心, 梁思礼1949年从美国回国。在此之前, 他先后在卡尔顿学院、普渡大学电机工程系、辛辛那提大学导弹控制专业获硕士、博士学位, 已在美国度过了8年时光。

因着这份爱国心, 在最艰难的岁月他仍一心为国, 投身航天。“从第一颗原子弹、第一枚导弹、第一颗人造地球卫星到第一艘神舟飞船, 我回国后和第一代航天战士一起, 白手起家、自力更生, 创建起完整坚实的中国航天事业, 使中国居世界航天强国之列。能为此奉献一生, 我感到无比的自豪和光荣。”梁思礼曾说。

梁启超曾著《少年中国说》, 激励无数中华儿女奋进, 梁思礼却是用了一生始终践行。

航天功臣, 开创“可靠性工程学”

1956年是梁思礼生命中最重要的一年。这一年他入了党、走进婚姻殿堂, 更重要的是, 这一年中国第一个导弹研究机构——原国防部第五研究院成立。梁思礼被任命为导弹控制系统研究室副主任, 是钱学森院长手下的十个室主任之一。从此, 他将全部身心都融入了我国导弹与火箭的发展事业之中。

“当时既无资料, 也无仪器和导弹实物, 除了钱学森外, 谁都没有见过导弹和火箭, 简直是两手空空, 一张白纸。但这是一颗生机勃勃的种子。”五十年后, 梁思礼回忆说。

如果说1956年是梁思礼人生的转折点, 那么“东风二号”则是他事业的关键节点。1962年, “东风二号”点火发射, 起飞几秒钟后, “导弹像喝醉了酒似的摇摇晃晃, 头部还冒出白烟, 最后落在了发射阵地前300米的地方”, 这次失败带给梁思礼极大的震撼。

也是这次失败, 成就了之后的长征二号系列火箭工作, 更成就了梁思礼开创的“可靠性工程学”。在那之后, “我们才真正懂得怎样自行设计”。他提出:“产品质量和可靠性是设计出来的, 不是统计出来的;是生产出来的, 不是检验出来的;是管理出来的, 不是试验出来的”。梁思礼一生得过无数奖项, 有过很多头衔, 但是他最珍视的便是火箭设计师。他唯一出版的传记命名为《一个火箭设计师的故事——梁思礼院士自述》。

此后梁思礼积极推行并领导实施了一系列质量控制和可靠性保证措施, 使“长征二号”的可靠性大大提高, 我国的发射成功率稳居世界前列, 在国际上赢得了很高的声誉。

1980年代后, 梁思礼开始深入计算机辅助设计领域, 又将可靠性的工作由硬件拓展到软件。

梁启超曾著有 《 学问之趣味》, 文中说:“凡人必常常生活于趣味之中, 生活才有价值。”这种趣味主义被梁思礼视为父亲留给他的遗产。他说, 人的一生要有“趣味”, 没有趣味人生就没有意义。我先搞导弹控制、再扩展到计算机应用, 都是趣味驱使。

梁思礼90岁时, 央视曾录制一期他的访谈, 他的书房里摆满了各种唱片, 俨然音乐发烧友的架式。他留学期间曾是摔跤健将, 在比赛中屡有佳绩。他还喜欢游泳, 并学会了“水母式”泳姿, 漂浮在泳池中, 脚不着地, 借着失重的状态想象着自己正在“太空出舱行走”。直到生命的最后几年, 他仍未减少对体育的喜爱, 2010年南非世界杯, 他还像年轻人一样凌晨起来看比赛直播。在微博大热的年代, 他也和年轻人一同关注, 并感慨它“现在有些‘乱’, 但可以汲取的营养更多”。