乘坐“大火箭”，也能分别得很温柔

中国运载火箭技术研究院

12月16日，我国在文昌航天发射场使用长征五号B运载火箭/远征二号上面级，成功将卫星互联网低轨01组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。这也是时隔8年，长五系列火箭与远征上面级的再度携手。

这次任务的复杂性不容小觑，原因在于需部署的卫星“兄弟们”个个体量庞大，是一组“重量级”的卫星，这无疑给星箭分离中如何让卫星“安全平稳下车”等方面带来了诸多前所未有的挑战。火箭院的设计师们通过精心规划分离方案、设计卫星释放机制等，将细致入微的保护理念深植于每一项设计之中。

挑战一

既要大力，又要轻柔

乘客

“兄弟们”有点重，还能一起“坐车”去太空探险吗？

没问题！我可是个大力士，再叫上远征兄弟一起，帮你们安排妥妥的。

长五B

乘客

还有个问题，我们很娇嫩怕颠簸，你们“车况”稳不稳？

有点难度，但没问题，虽然我们力气大，但一定给你们最温柔的守护。

长五B

这次任务中，远征二号上面级的体量和“乘客”的重量、体积都很大，使火箭和上面级的连接载荷显著增大，为了确保连接的稳固，设计师采取了更大力气的爆炸螺栓，但级箭分离时的冲击反而减小了。

背后的秘密在于，本次的爆炸螺栓分离方案中有一个温柔的“内芯”——点阵缓冲装置，它实现了对分离冲击的抑制。在分离瞬间，“给出”了一个温柔而坚定的拥抱，将冲击妥善控制和释放，让分离过程变得柔和起来。

同时，该装置还具备捕获功能，可以省去常规爆炸螺栓需要额外设备收集分离螺杆的步骤。

“内芯”的设计

火箭院赵宇辉介绍，装置外表看着就像一个蜂窝状圆柱体，由一个个内凹六边形胞元组成，结构壁厚仅0.5毫米，在保持性能的同时，减轻了重量。

“装置采用3D打印技术一体成型，其中，点阵结构的胞元设计与质量一致性控制最具难度，团队进行了很多轮仿真计算与工艺试验，最终确定结构参数，将爆炸螺栓分离冲击降低了一半以上。”后续，这一创新还可为其他分离产品提供经验和参考。

挑战二

既要同时“下车”

又不能在站点相遇

乘客

我们“下车”地点不一致，会不会发生拥挤和碰撞？

不会，一定让你们安全到站。

长五B与

远征上面级

卫星“兄弟们”不仅重量大，且各自的分离点亦有所不同，这无疑加剧了分离过程中的复杂性和潜在风险。

为确保每位“乘客”都能安全到站，火箭设计师们精心规划了分离方案。

“乘客”的“落座”方案

具体而言，该方案采用了侧挂式双层布局作为卫星“兄弟们”的“落座”设计，恰似一辆精心设计的“双层巴士”。这辆“双层巴士”由上下两层中心承力筒组成，每层周向均匀布置侧挂“座位”；经过严格的刚度优化等设计，让每位“乘客”都能坐得又稳又舒服。

“乘客”的“下车”方式

在分离阶段，“乘客”被分为两组先后“下车”，每组“乘客”同时分离。首组“乘客”离开后，远征二号上面级随即进行姿态调整，旋转至特定角度，为下一组“乘客”的分离创造有利条件。

星箭分离作为飞行任务中的核心环节，其风险性极高。尤其是当卫星数量众多时，分离出去后在轨道飞行发生碰撞的风险也随之增加。

火箭院张新宇介绍，在分离动作设计过程中，团队不仅要考虑分离瞬间的“相遇”风险，还需要预判卫星沿着轨道飞行过程中可能发生的碰撞情况，确保近场和远场的安全性均得到充分考量。为此，团队把两组卫星和上面级分离的时间和姿态进行了多轮迭代优化，并开展了详尽的仿真分析，最终确定了这一创新的“下车”方式和其中的关键参数。

同时，为了提升卫星在分离过程中的稳定性与舒适度，设计师们还通过降冲击孔、增加缓冲面等方式，成功将分离时的冲击力降低了30%，确保卫星能够有序且平稳地完成“下车”动作，为后续任务的顺利开展奠定坚实基础。

正如花开见证风的温柔一样，那么现在，你是否也能感受到隐藏在技术背后火箭的那份温柔？未来，火箭设计师们将继续探索创新，为“乘客”提供更加细腻、周到的呵护，以更舒适、更安全的步伐迈向更加遥远的宇宙深处，书写更多太空传奇。

图片：都鑫鑫

编辑：王海露

监制：王涑

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