长征三号乙运载火箭(CZ-3B)

 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的每一个细节的“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枚火箭有很大的不同。”一院总体部副主任设计师李聃向记者如是介绍到。

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。”李聃向记者打比方到，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重量约为342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的其中的小秘密，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环境，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。