(三)新箭風采
為了適應(yīng)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(yīng)性強、安全性好的目標,從2015年起,我國開始陸續(xù)研制發(fā)射長征-5、5B、6、7、7A、8、11等新一代大型、中型和小型運載火箭。
1.長征-6
2015年,首次發(fā)射的我國長征-6新一代小型液體運載火箭把20顆衛(wèi)星送入預定軌道。它是全新的三級液體火箭,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。該火箭用于執(zhí)行太陽同步軌道和近地軌道等多種軌道發(fā)射任務(wù),支持單星發(fā)射、多星發(fā)射、星座的組網(wǎng)和補網(wǎng)發(fā)射。
長征-6第一級采用了1臺首次使用的、最大推力為120噸的液氧/煤油發(fā)動機,這也為此后發(fā)射的長征-5、7等新型火箭使用120噸液氧/煤油發(fā)動機奠定了基礎(chǔ)。它采用“三平”測發(fā)模式,即水平整體測試、水平整體星箭對接、水平整體運輸起豎發(fā)射,發(fā)射準備周期僅需7天,能很好地適應(yīng)衛(wèi)星發(fā)射低成本、短周期的需求,現(xiàn)已投入商用。
2.長征-11
2015年,首次發(fā)射的我國長征-11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,可把500千克的有效載荷發(fā)射到500千米高太陽同步軌道,200千米近地軌道運載能力可達700千克。作為“長征”家族中第一型和唯一型固體火箭,長征-11具有快速、可靠、便捷、低廉的優(yōu)勢,實現(xiàn)了我國運載火箭24小時快速發(fā)射的跨越,滿足自然災害、突發(fā)事件等應(yīng)急情況下微小衛(wèi)星發(fā)射需求,現(xiàn)已投入商用。
2019年,我國首次在海上平臺上用長征-11火箭發(fā)射衛(wèi)星獲得成功,現(xiàn)已投入商用。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。
3.長征-7、7A
2016年,長征-7新一代中型運載火箭首次發(fā)射成功。它采用兩級半構(gòu)型,主要用于發(fā)射近地軌道或太陽同步軌道航天器,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°的地球近地軌道。
它是利用長征-2F火箭成熟技術(shù),在大體不變情況下?lián)Q成新研制的液氧/煤油發(fā)動機。其優(yōu)點是:一是提高火箭的運載能力,120噸級液氧/煤油發(fā)動機比沖比常規(guī)發(fā)動機提高了20%,推力比此前“長征”發(fā)動機提高了60%以上,把我國火箭的近地軌道運載能力由8.6噸一下提高到14噸;二是推進劑綠色環(huán)保,燃燒后產(chǎn)生二氧化碳和水;三是便宜,平均成本僅為常規(guī)推進劑的1/10;四是可重復使用。
長征-7是我國首枚采用全數(shù)字化手段研制的火箭,在全研制流程沒有一張紙質(zhì)圖紙;在試驗、裝配階段,應(yīng)用了虛擬現(xiàn)實技術(shù)。它還有防水、防風、防煙霧等功能,可以在8級大風的情況下進行垂直轉(zhuǎn)運,抗風能力較高;中雨時也能發(fā)射。目前,它主要用于發(fā)射天舟貨運飛船。
長征-7A遙二火箭于2021年成功發(fā)射。它是在長征-7火箭的基礎(chǔ)上,與長征-3A系列火箭的第三級組合形成的新一代中型高軌三級半液體捆綁式運載火箭。該火箭主要用于地球同步軌道衛(wèi)星發(fā)射任務(wù),地球同步轉(zhuǎn)移軌道運載能力為7噸,能夠滿足高軌道航天器的發(fā)射需要,填補了我國高軌道5.5-7噸運載能力的空白。
4.長征-5、5B
2016年,長征-5新一代大型運載火箭首次發(fā)射成功。它采用二級半構(gòu)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)。其芯一級裝有2臺推力均為50噸的液氫/液氧發(fā)動機,還并聯(lián)了4個各裝有2臺推力均為120噸的液氧/煤油發(fā)動機的助推器,地球同步轉(zhuǎn)移軌道運載能為14噸,地月轉(zhuǎn)移軌道運載能為8噸,地火轉(zhuǎn)移軌道運載能為5噸。該火箭綜合性能指標達到國際上主流運載火箭水平,已成功發(fā)射了嫦娥-5月球采樣返回探測器和天問-1火星探測器等大型航天器。
在長征-5的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的長征-5B火箭于2020年投入使用。它是去掉了長征-5的第二級,采用一級半構(gòu)型,其近地軌道運載能力為25噸,主要用于發(fā)射空間站艙段,現(xiàn)已把我國天宮空間站的天和核心艙和新一代載人飛船試驗船送上了太空。其整流罩是目前我國最大的,為裝載空間站艙段而量身打造的,直徑5.2米,長度20.5米,比長征-5的整流罩還長8米。由于它直徑較粗,被稱為“胖五”。
5.長征-8
2020年首次發(fā)射成功的長征-8是新一代中型兩級半液體運載火箭,其由長征-7的第一級加上長征-3A的第三級組成,主要用于發(fā)射太陽同步軌道航天器。它可以把近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,并兼顧近地軌道和地球同步轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射能力,具備較強的國際競爭力。
(四)上面級
上面級就是遠征系列,也稱為“太空擺渡車”。2015年,我國首個“太空擺渡車”——遠征-1上面級實現(xiàn)了首飛。上面級是一種能夠進一步將航天器從準地球軌道或地球軌道送入預定工作軌道或預定空間位置的小火箭。它可多次啟動,工作時間長,能先后把不同“乘客”送到不同的最終目的地,大大增強了我國運載火箭的任務(wù)適應(yīng)性。
在“遠征”上面級家族中,遠征-1上面級是基本型,只有兩次啟動能力;遠征-1A上面級實現(xiàn)了多次啟動、長時間在軌,可完成不同軌道的多星部署,被稱為“升級版太空擺渡車”。遠征-2上面級有兩臺發(fā)動機,運載能力更大,執(zhí)行高軌多星的直接入軌任務(wù),被稱為“增強型太空擺渡車”。我國還研制了更先進的遠征-3上面級,它可進一步提高上面級任務(wù)的適應(yīng)性。
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