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長征八號甲首飛成功!細數新一代“長征”系列火箭的看家本領

2025-02-18 

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長征八號甲首飛成功!細數新一代“長征”系列火箭的看家本領(圖1)

  2025年2月11日,首枚長征八號A(又叫長征八號甲)運載火箭搭載互聯網低軌02組衛(wèi)星在海南文昌發(fā)射場發(fā)射,從而使中國“長征”系列運載火箭又增加了一個新型號。

  該型火箭針對未來中低軌道巨型星座組網發(fā)射需求而改進研制,主要目標是降低綜合成本,實現高頻次發(fā)射。

  2020年12月23日,長征八號首次發(fā)射成功。它是兩級半新一代商業(yè)運載火箭,主要用于發(fā)射低軌道或太陽同步軌道有效載荷。

  其芯一級直徑3.35米,第二級直徑3米,單個助推器直徑2.25米。它是由長征七號的第一級加上長征三號A的第三級組成的兩級半火箭,即芯一級裝有2臺單臺推力120噸的YF-100液氧/煤油發(fā)動機;芯二級裝有兩臺單臺推力8噸的YF-75D液氫/液氧發(fā)動機,具備二次啟動能力。

  長征八號火箭能將5噸的有效載荷送入700千米太陽同步軌道,填補了我國太陽同步軌道3~4.5噸運載能力的空白,并兼顧低軌道和地球同步轉移軌道發(fā)射能力,具備較強的國際競爭力,在商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射市場前景可觀。

  2022年2月27日,長征八號拓展型首飛成功。它采用兩級構型,是在長征八號基礎上去掉兩個助推器。芯一級直徑3.35米,裝2臺單臺推力120噸的液氧/煤油發(fā)動機;芯二級直徑3米,裝2臺單臺推力8噸的氫/氧發(fā)動機,700千米高太陽同步軌道運載能力約3噸。

  2025年2月11日,長征八號A(又叫長征八號甲)首飛成功。全箭總長50.5米,起飛質量371噸,起飛推力約480噸,可以適應海南文昌發(fā)射場201工位、海南商業(yè)發(fā)射場1號工位發(fā)射。

  作為長征八號的改進型,長征八號A采用兩級半構型:其芯一級與長征八號一樣;芯二級為新研制的3.35米通用氫氧末級,直徑與芯一級實現了統一,增加了推進劑的裝載量,并裝有2臺新研制的推力和性能上都有所提升的YF-75DA液氫/液氧發(fā)動機。

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  這款發(fā)動機推力較YF-75D發(fā)動機提升超過10%,并減輕了發(fā)動機重量,大幅提升了推重比,提高了火箭有效運載能力。

  長征八號A的芯一級并聯了2個2.25米直徑液體助推器,每個助推器裝有1臺推力120噸液氧/煤油發(fā)動機。這些改進使得其近地軌道運載能力達到約10噸,700千米高太陽同步軌道運載能力達到7噸,可以覆蓋未來主流軌道任務載荷的發(fā)射需求。

  在運載能力上,長征八號A也與長征八號、長征八號拓展型構成一個系列,形成了太陽同步軌道3噸、5噸、7噸級的運載能力梯隊,從而滿足不同的衛(wèi)星發(fā)射需要。

  從外形上看,長征八號A“腦袋更大”。這是因為它是首次使用3.35米直徑末級搭配5.2米直徑整流罩構型的火箭。更大的整流罩意味著火箭可為衛(wèi)星提供更大的乘坐空間,適應更多種類和更大體積的衛(wèi)星,任務適應性更強。

  此外,長征八號A還創(chuàng)新地將衛(wèi)星支架、轉接框、儀器艙的功能,整合到一個多功能艙內,成功減重200公斤,提高了火箭運載效率。這種集成式設計方法在火箭結構上的應用,在國內尚屬首次。

  運載火箭的能力,決定了一個國家航天活動的規(guī)模。因此,世界各航天大國均把發(fā)展先進的運載技術作為保持其領先地位的戰(zhàn)略部署之一,我國也不例外,主要發(fā)展了“長征”系列運載火箭,它是我國運載火箭領域的“國家隊”。

  為了適應運載火箭的發(fā)展方向,近年來我國按照“無毒、無污染、低成本、高可靠、大推力、適應性強、安全性好”的目標,從2015年起開始陸續(xù)研制、發(fā)射長征五號、五號B、六號、六號A、六號C、七號、七號A、八號、八號A、十一號等新一代大型、中型和小型運載火箭。

  新一代運載火箭以可靠性、安全性和經濟性等為主要設計原則,“本領”各不相同,今后將越來越多地被用于航天發(fā)射。

  2015年9月20日,我國長征六號新一代小型液體運載火箭首發(fā)成功。它是全新的三級液體火箭,裝有1臺首次使用、推力為120噸的液氧/煤油發(fā)動機,這也為此后發(fā)射的長征五號、七號等新型火箭使用120噸液氧/煤油發(fā)動機奠定了基礎。

  它可將1噸的有效載荷發(fā)射到700千米高度太陽同步軌道,具有無毒無污染、發(fā)射準備時間短等特點。

  2022年3月29日,長征六號A新型火箭首發(fā)成功。其最大特點是在長征六號的基礎上并聯了4個固體助推器,但去掉了第三級,即采用兩級半構型,使其700千米太陽同步軌道運載能力5噸。借助固體發(fā)動機的優(yōu)勢,長征六號A箭上管路系統減少55%,可實現固體助推器在發(fā)射場直接安裝,并實現串并聯火箭14天快速發(fā)射。

  2024年5月7日,長征六號C新型火箭首飛成功。它采用兩級構型,既沒有長征六號的第三級,也沒有長征六號A的助推器,700千米太陽同步軌道運載能力約2噸,運載能力介于長征六號和長征六號A之間,具有可靠、經濟、好用等特點。

  2015年9月25日,首次發(fā)射的我國長征十一號火箭將4顆小衛(wèi)星送入預定軌道。它是全新的四級小型固體運載火箭,200千米低軌道運載能力為700千克。

  作為“長征”家族中第一型和唯一型的固體火箭,長征十一號具有“快速、可靠、便捷、低廉”的優(yōu)勢,實現了我國運載火箭24小時快速發(fā)射的跨越,可滿足在自然災害、突發(fā)事件等應急情況下微小衛(wèi)星發(fā)射需求。

  2019年6月5日,我國首次在海上平臺上用長征十一號火箭發(fā)射衛(wèi)星獲得成功。在海上發(fā)射運載火箭,既能降低發(fā)射成本、提高運載能力,還可有效解決火箭航區(qū)和殘骸落區(qū)安全性問題,避免大規(guī)模人員疏散,為中國航天發(fā)射提供了新的發(fā)射模式。

  2016年6月25日,長征七號新一代中型運載火箭首次發(fā)射成功。它采用兩級半構型,可以把13.5噸的有效載荷送入近地點200千米、遠地點400千米、傾角42°的地球低軌道。

  2021年3月12日,長征七號A火箭首飛成功。它是在長征七號火箭的基礎上,與長征三號A系列火箭第三級組合形成的新一代中型高軌運載火箭。全箭總長60.13米,芯一級、第二級直徑3.35米,第三級直徑3米,單個助推器直徑2.25米,全箭起飛質量約573噸。

  2016年11月3日,長征五號新一代大型運載火箭首次發(fā)射成功。它采用二級半構型,最大特點是芯級直徑為5米(別的“長征”火箭最大直徑為3.35米)。該火箭全長一般為56.97米,芯一級、第二級直徑5米,單個助推器直徑3.35米,起飛質量869噸,起飛推力1078噸。

  在長征五號的基礎上發(fā)展而來的長征五號B火箭于2020年5月5日首發(fā)成功。它是去掉了長征五號的第二級,采用一級半構型。其低軌道運載能力為25噸,主要用于發(fā)射空間站艙段,現已把我國“天宮”空間站的“天和”核心艙、“問天”實驗艙、“夢天”實驗艙和新一代載人飛船試驗船等送上了太空。

  2024年11月30日,我國長征十二號火箭首飛成功,并且首次啟用了海南航天商業(yè)發(fā)射場。它采用兩級構型,近地軌道運載能力不小于12噸,700千米太陽同步軌道運載能力不小于6噸,是我國目前運載能力最大的單芯級運載火箭,可有效提高我國太陽同步軌道入軌能力和低軌互聯網星座組網能力。

  目前,我國還在積極研制長征九號重型運載火箭、長征十號新一代載人運載火箭。長征十號將完成中國載人登月任務,實現中國人的奔月夢想。長征九號則將滿足中國航天一系列重磅任務需求,包括建設未來月球科研站、太空電站和實現載人登陸火星等國家重大科技活動。