“九院智造”助力航天新“長征”

▲ 長征五號遙三運載火箭一飛沖天

成功，長征五號遙三運載火箭發射圓滿成功。

12月27日20時45分，中國海南文昌航天發射場發出一聲長嘯，由中國航天科技集團有限公司抓總研製的長征五號遙三火箭騰空而起。航天電子系列產品以其強大、穩定、可靠的效能助力長五開啟新徵程。

長五遙三火箭的功勳簿上，“九院智造”熠熠閃光。

過了“體檢”才能“上崗”

長五遙三火箭發射前筆直地矗立在發射塔臺上，堅定穩固猶如一顆拔地而起的青松，但要想起飛後飛得高、飛得準，還必須要經過航天電子技術產品對火箭的各種嚴格“體檢”。

長五遙三火箭總長度近60米，如果把這個“太空速遞員”比作一個“巨人”，那麼九院693廠研製生產的垂直度調整系統，就是檢測“巨人”是否站直的“標尺”。

安裝在火箭芯一級及各助推器上的感測器，時刻感知火箭發射前姿態的微小變化，並把測量訊號準確傳輸到垂直度調整裝置系統指示儀上。指揮控制中心透過資料分析和調控，完成火箭發射前最後的“監測”和“垂調”工作，確保火箭以最佳姿態發射。

安全可靠是火箭發射過程中最重要的要求，為了確保安全，僅僅站得直、站的穩還不夠，火箭發射前，工作人員會對火箭進行一輪又一輪的檢查，以時刻了解長五遙三的“身體狀況”。

▲ 771所混合積體電路生產線

本次發射前，由九院771所研製的地面測試計算機及時接收到箭上裝置的狀態資訊，確認火箭發射前一切狀態正常，保證火箭發射後進入軌道飛行。

發射前的最後一次“體檢”是最終決定長五遙三火箭能否按計劃點火升空的關鍵。

九院704所在海南文昌發射場配置的火箭遙測地面接收系統、天基遙測地面接收系統，恰恰能夠為火箭自身和箭上天基載荷裝置的工況進行最後一次診斷測試提供可靠的訊號接收、資料判讀依據，透過對遙測訊號的判讀，檢測火箭各關鍵部位工作是否正常。

只有過了這道“體檢”，長五遙三才能“上崗”發射，開啟太空派送之旅。

雙“導航”確保精準“送達”

“體檢”過後，長五遙三火箭迎來發射時刻。觀看火箭發射直播時，大家一定對倒計時點火的畫面印象深刻。但是“5、4、3、2、1，點火”只是我們透過電視螢幕能夠看到、聽到的點火指令。真正將指令傳遞給長五、讓火箭能夠“聽懂”點火指令，是由九院165廠自主研發的各類繼電器產品組合發出的。

工作人員啟動點火按鈕後，點火指令透過點火系統中的繼電器來執行切換任務，將指令轉換成點火動作，完成點火工作。

作為我國新一代大推力運載火箭，從火箭點火飛起的那一刻開始，如何確保它準確進入預定軌道，做到精準“派件”便成了一個至關重要的問題。

這個時候九院研製生產的導航裝置將發揮重要作用。長五遙三火箭的導航系統可比現實中的“快遞小哥”先進的多，九院13所和704所為其提供了兩種導航裝置：慣性導航裝置、衛星導航裝置。

▲ 13所鐳射導航公司陽坊基地生產現場

在慣性導航方面，九院13所提供了鐳射慣組、光纖慣組、速率陀螺和加表裝置等多個產品。772所自主研發的晶片和多款電路則用於長五遙三火箭控制系統的陀螺上，如作為萬門級到千萬門級FPGA典型代表品種的高可靠FPGA晶片，相當於慣性導航系統的“百變芯君”，利用晶片自身靈活的可程式設計特性，確保了慣性導航系統的高精度和高可靠要求，為火箭高精度姿態控制提供充分保障；同樣由772所提供的高效能轉換器產品，是火箭光纖陀螺的核心器件，相當於模擬和數字訊號轉換的“橋樑”，實現火箭姿態資訊的採集和調整。

我們可以把13所研製生產的慣性導航裝置看作火箭的“眼睛”，它們能夠實時感知火箭的飛行姿態、速度等資訊，幫助控制箭體的執行軌跡，確保將載荷精確送入預定軌道。

▲ 13所時代光電公司生產線

除此在外，長五遙三火箭還帶了貼身的衛星導航裝置，其控制系統、測量系統中的衛星導航裝置便是由九院704所研製的。

應用於控制系統的衛星導航裝置，主要完成高動態條件下衛星的跟蹤鎖定，與慣性測量構成組合導航系統用於制導控制，相當於火箭“方向盤”的重要部件。

為遙測系統配套的衛星導航裝置主要用於火箭飛行中的實時定位報軌，是監測系統的“千里眼”。

上述產品為確保長五遙三火箭高精度入軌發揮著重要作用。

“無人駕駛”的關鍵

好多人疑惑，同樣是在空中飛行，為什麼飛機需要飛行員，而火箭能夠“無人駕駛”呢？這就不得不提眾多的“九院智造”產品了。

在空中實現“無人駕駛”，最後準確完成“派送任務”，離不開九院771所研製的國內史上最強“火箭大腦”——長五箭載計算機。

箭載計算機能夠有條不紊地完成箭體姿態引數錄取、飛行軌跡誤差修正以及控制指令輸出等多項複雜的控制任務，確保火箭的穩定飛行。

其實，為了保證“智慧大腦”的健康，長五遙三箭載計算機內部還設計了特有的“聽診器”，能夠自動聽診飛行控制軟體執行過程中的各類重要引數。

這套“聽診”裝置我們稱之為匯流排監控技術，可及時、有效地發現系統中存在的隱患問題，為控制系統的故障定位提供判定依據。

當然光有一個“智慧大腦”還不足以實現“無人駕駛”，箭體的正常運轉還需要“感知”和“神經”等系統的密切配合。

比如作為感測器、變換器產品的主力配套單位，九院704所為長五遙三火箭配套的1000多臺兩器產品遍佈全箭，能清晰準確地感知箭上各個系統和部位各種物理引數的狀態，其測量結果被用於發動機啟動條件判據、飛行過程中箭上工作狀況評估等眾多方面。

九院研製生產的各類電纜網產品在火箭自主飛行中也發揮著重要作用。

▲ 693廠電纜網裝配現場

比如，九院693廠研製生產的電纜網產品被安裝在火箭發動機上，準確傳輸火箭電路和各項控制指令。九院200廠為長五配置的控制系統箭上電纜網產品，更是規模巨大，一套電纜網僅耗費的電纜導線一項，就有200公里，保障著火箭“經脈”暢通。九院825廠為長五遙三火箭提供了大量的電聯結器和分離脫落產品，其中一些分離脫落產品還進行了強脫冗餘設計，確保突發異常導致產品不能正常分離的情況下，透過強脫裝置強行脫開，護航長五遙三的飛天之路。

千里萬里 “遙望”著你

長五飛天，無論你飛多高，飛多遠，我們都能“遙望”到你，這不是一種遐想，而是一種現實。說起這種現實，九院704所的遙測傳輸裝置功不可沒。

▲ 704所車載遙測系統

該所的地面遙測測控裝置遍及世界各地，對火箭發射全程進行遙測跟蹤、保駕護航。其中“遙測效能增強組合技術”作為長五的關鍵創新技術之一，一舉突破了遙測高速資料傳輸瓶頸，多項技術指標更是達到了國際先進水平，將遙測系統的資料傳輸速率提升了數倍。

同樣，相控陣天線及相關技術的應用提升了火箭測量資料的全面性，帶來了火箭遙測資料從“連環畫”到“3D電影”時代的跨越。

此外，九院704所天基測控裝置依託於天鏈中繼衛星作為測控資訊的轉發通道，進行高覆蓋率測控及資料傳輸，可以減少陸海基測控的盲區，使測控覆蓋範圍更廣、測控資料傳輸效能更強。

高位元速率調頻遙測裝置突破了多項關鍵技術，有效解決目前遙測系統大容量資料傳輸的瓶頸，在長五遙三火箭和地面測控網之間架設了一條“資訊高速公路”，為滿足長五高精度測量、視覺化發射提供了有力保障，時刻“遙望”著長五遙三火箭的太空派送之旅。

772所為長五遙三火箭遙測系統配套的資訊處理電路，以高效能、高整合度等特點，確保遙測訊號的準確。

說到測量系統的訊號發射和接收，還離不開九院539廠為測量系統配套的多套遙測天線、GPS接收機天線等產品，其中，遙測天線負責在火箭發射的各個階段傳送箭上的遙測訊號，就好比心電圖的感測器，把火箭的“健康狀況”及時傳送。

而長五遙三火箭助推段的資料採編器的設計研製任務由九院289廠承擔，主要負責採集火箭助推段飛行中的環境引數，並及時將飛行狀態反饋給地面指揮中心。

長五“貨倉”裡的“九院智造”

此次發射中，長五遙三火箭承擔著將實踐二十號衛星準確“派送”到預定軌道的任務。在長五遙三“貨倉”裡的實踐二十號衛星，也閃現著“九院智造”的身影。

比如，772所為實踐二十號衛星平臺綜合業務單元和載荷綜合業務單元配套20餘款宇航級積體電路，確保衛星在軌實現各項既定任務，是高效通訊控制功能的核心元器件，也是航天微電子自主創新的重要標誌。

▲ 772所電路封裝關鍵工序

773所則成功完成了實踐二十號衛星宇航大功率波導隔離器的配套任務，該產品是微波通訊系統必備的大功率核心器件，推動著我國核心元器件的自主可控。

16所（7171廠）研製的二浮陀螺作為主份慣組的核心慣性器件表現良好，保證著衛星準確入軌，這是二浮陀螺隨天舟一號貨運飛船成功飛試後的又一座里程碑。

長五承載的使命重大，其強大的效能能夠滿足重大航天工程對運載能力的需求，將為實施載人航天空間站工程、探月工程三期、火星探測工程等重大航天工程專案提供高效能運載工具。

長五遙三火箭發射成功，航天電子再度閃耀太空。未來，九院將大力發展航天電子技術，支撐航天科技發展，不忘初心、牢記使命，創新驅動、轉型升級，為推動航天強國建設、支撐世界一流軍隊建設、建成世界一流航天電子企業集團努力奮鬥。

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