長征八號(hào):填補(bǔ)中國新一代運(yùn)載火箭能力空白

12月22日，長征八號(hào)運(yùn)載火箭以“一箭五星”的方式，在中國文昌航天發(fā)射場首飛成功。這是一型兼顧近地軌道和地球同步轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射能力的新型火箭，它將中國太陽同步軌道運(yùn)載能力由3噸提升至4.5噸，有效填補(bǔ)了中國新一代運(yùn)載火箭的能力空白，進(jìn)一步完善了中國運(yùn)載火箭型譜。更重要的是，在不久的將來，它將把民眾構(gòu)想中未來火箭的相關(guān)技術(shù)，一一變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

中國運(yùn)載火箭能力的新提升

中國在新一代運(yùn)載火箭的論證過程中，以液氧煤油和液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)，提出了新一代大、中、小型運(yùn)載火箭的發(fā)展構(gòu)想，并通過20多年的預(yù)研和工程研制，成功研制了長征五號(hào)、長征七號(hào)等新一代運(yùn)載火箭，形成了2.25米、3.35米和5米直徑的通用模塊，為中國新一代運(yùn)載火箭“模塊化、系列化、組合化”發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

長征八號(hào)運(yùn)載火箭研制團(tuán)隊(duì)從中國現(xiàn)有的火箭模塊中，通過幾百種的搭配，不斷創(chuàng)新研制思路和方案，最終提出了現(xiàn)在的構(gòu)型。該型運(yùn)載火箭采用芯級(jí)捆綁2枚助推器構(gòu)型，700公里太陽同步軌道運(yùn)載能力不小于4.5噸。

中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院長征八號(hào)運(yùn)載火箭總設(shè)計(jì)師宋征宇介紹道：“長征八號(hào)運(yùn)載火箭是在長征七號(hào)運(yùn)載火箭基礎(chǔ)上，與長征三號(hào)甲系列火箭三子級(jí)組合形成的一款新構(gòu)型火箭。”

中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院長征八號(hào)運(yùn)載火箭總指揮肖耘表示，此前中國具備中低軌道發(fā)射能力的主力運(yùn)載火箭，能夠?qū)?噸的有效載荷送到太陽同步軌道。長征八號(hào)運(yùn)載火箭將此項(xiàng)能力提升到了4.5噸，這是長征系列運(yùn)載火箭能力的提升，對(duì)衛(wèi)星等有效載荷來說也將是一個(gè)平臺(tái)的升級(jí)換代。

中國航天科技創(chuàng)新的新技術(shù)

未來的火箭將是什么樣？可重復(fù)使用？高度智慧化？在不久的將來，長征八號(hào)火箭有望將民眾想象中的火箭技術(shù)，一一變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

要向?qū)崿F(xiàn)火箭的重復(fù)使用，發(fā)動(dòng)機(jī)推力調(diào)節(jié)是重要的技術(shù)。本次發(fā)射中，長征八號(hào)運(yùn)載火箭應(yīng)用了發(fā)動(dòng)機(jī)推力調(diào)節(jié)技術(shù)，這在中國運(yùn)載火箭中是首次工程應(yīng)用，為后續(xù)重復(fù)使用技術(shù)提前進(jìn)行相關(guān)先期技術(shù)驗(yàn)證，為重復(fù)使用運(yùn)載火箭研制打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

近年來，中國運(yùn)載火箭高密度發(fā)射已呈常態(tài)化，屢屢成功，但飛行故障甚至飛行失利也偶有發(fā)生，如果火箭具備故障診斷和自主飛行能力，在發(fā)生故障時(shí)，自主調(diào)整，飛行結(jié)果便能大幅改善。

長征八號(hào)運(yùn)載火箭采用自抗擾技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償控制，提高主動(dòng)減載的效果，解決了大整流罩帶來的靜不穩(wěn)定度大的難題。此外，該型火箭還開展滑行段飛行故障在線辨識(shí)，并根據(jù)故障辨識(shí)結(jié)果，進(jìn)行姿態(tài)控制重構(gòu)，提升了火箭姿態(tài)控制的自主適應(yīng)能力和智慧化水平。

長征八號(hào)火箭還是中國首個(gè)研制中未開展全箭模態(tài)試驗(yàn)的中大型火箭，采用虛實(shí)結(jié)合的模態(tài)分析技術(shù)。后續(xù)在長征八號(hào)火箭的基礎(chǔ)上還將研制融合型火箭，實(shí)現(xiàn)電氣一體化、兩平一垂快速發(fā)射、提升經(jīng)濟(jì)性的火箭。

中國航天商業(yè)舞臺(tái)的新跨越

長征八號(hào)火箭自2018年4月轉(zhuǎn)入工程研制階段工作，2020年10月完成了出廠評(píng)審?！皬男吞?hào)開始論證到首飛火箭具備出廠條件，僅用時(shí)2年多，這在新一代運(yùn)載火箭研制的歷史上是不多見的。”宋征宇說。

專家表示，中國航天在地面發(fā)射技術(shù)方面與航天強(qiáng)國還存在一定差距，主要體現(xiàn)在火箭測(cè)試周期特別是發(fā)射區(qū)占位時(shí)間較長的情況。未來長征八號(hào)將采用“兩平一垂”的模式，即水平組裝、水平狀態(tài)整體運(yùn)輸、星罩組合體垂直轉(zhuǎn)場對(duì)接。預(yù)計(jì)在2022年前后，融合型長征八號(hào)運(yùn)載火箭將實(shí)現(xiàn)“兩平一垂”，可大幅簡化發(fā)射場建設(shè)規(guī)模，發(fā)射區(qū)不再需要規(guī)模龐大、組成復(fù)雜的塔架，減少建設(shè)成本。

長征八號(hào)火箭自設(shè)計(jì)之初，就充分考慮了技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的一體化，通過降低生產(chǎn)成本和配套成本，實(shí)現(xiàn)火箭的成本有效控制。后續(xù)隨著批量化生產(chǎn)的能力提升，客戶從簽署發(fā)射服務(wù)合同到實(shí)施發(fā)射將縮短至一年，組網(wǎng)建設(shè)周期將進(jìn)一步縮短。

“長八火箭本身運(yùn)載能力達(dá)到5噸級(jí)，而起飛規(guī)模為356噸，運(yùn)載效率在國內(nèi)火箭中是名列前茅的，運(yùn)載能力的提升、成本的下降，必然會(huì)帶來很高的性價(jià)比?！敝袊\(yùn)載火箭技術(shù)研究院長征八號(hào)運(yùn)載火箭副總指揮段保成說。
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