长征六号改运载火箭首飞成功 我国航天固体动力技术实现重大突破 不同凡响的“混动版”火箭

本报记者 柴雅欣

长征家族再“添丁”！3月29日17时50分，长征六号改运载火箭(以下简称“长六改运载火箭”)在太原卫星发射中心升空，搭载发射的浦江二号和天鲲二号卫星顺利进入预定轨道，首飞任务取得圆满成功。长征六号改运载火箭是我国新一代无毒无污染运载火箭，是我国首型固体捆绑运载火箭，用于发射太阳同步轨道卫星。

“作为我国首型‘混合动力'的新一代长征系列运载火箭，长六改运载火箭成功首飞，实现了固体捆绑等一系列技术新突破，推动新一代运载火箭迈向更高效、更智能、更安全的发展路径。”中国航天科技集团第八研究院长六改运载火箭总指挥洪刚说。

1 “固液混合”更高效

我国运载火箭领域固液发动机首次“跨界合作”

这次任务是长征系列运载火箭的第412次发射。长六改运载火箭诞生前，我国现役运载火箭中只有单纯以固体发动机或液体发动机作为推力的运载火箭，固液“混动版”尚无先例。

火箭全箭总长约50米，起飞重量约530吨，700公里太阳同步轨道运载能力不小于4吨。据介绍，长六改运载火箭的芯级采用液氧煤油发动机，其中，芯一级采用两台120吨推力的液氧煤油发动机，芯二级采用一台推力18吨的液氧煤油发动机；芯级捆绑了4台以固体燃料为动力的发动机作为助推器，为全箭提供了近70%的推力。它首次实现了我国运载火箭领域固液发动机的“跨界合作”，突破了固体助推器捆绑与分离技术、捆绑点大集中力扩散技术、固液捆绑联合摇摆控制等关键技术。

固体助推发动机由中国航天科技集团四院(以下简称“四院”)研制。据四院专家介绍，首飞成功标志着固体动力进入了我国主流运载火箭领域，实现了我国航天固体动力技术的重大突破。

目前，我国运载火箭以液体动力为主，那长六改运载火箭选择捆绑固体助推发动机的原因是什么？

从本身性能看，固体火箭动力系统结构相对简单，发动机本身就是一个推力室，固体推进剂预装在发动机燃烧室内。火箭运送到发射场，测试完成后即可实施发射，不用在发射场提前多天加注燃料和氧化剂，也不需要大量地面设备、资源进行配合与保障，发射准备周期更短。

固体发动机推力大、简单可靠的特点，在长六改运载火箭上也体现得淋漓尽致。火箭芯级捆绑了4台固体助推发动机，单台助推推力可达120吨，由此刷新了长征系列运载火箭最快的“起跑”纪录。

对于庞大的火箭发射系统而言，零件数量更少的固体动力系统，在可靠性和机动性方面有先天优势。借助固体发动机结构相对简单、部组件少、可靠性高、操作维护方便、贮存时间长的优势，长六改运载火箭箭上管路系统减少55%，使得固体助推器在发射场直接安装、火箭14天快速发射成为现实。

从应用场景看，近年来小卫星市场蓬勃发展，军事航天等领域对快速进入空间的需求不断增加。固体动力运载火箭具有快速响应、机动性强、成本低等特点，由此成为世界主要航天大国发展的一大重点。

2010年初，长六改运载火箭正式启动方案论证工作。综合技术发展趋势和国内的研究现状，长六改运载火箭从论证之初便确定了采用固体捆绑的总体思路，即采用液体芯级捆绑固体助推构型。

跨界合作，优势互补。在运载火箭动力系统中，液体发动机推力稳、性能高、工作时间长，而固体发动机推力大、响应快、工作可靠、使用维护简单，可以免去在发射场复杂的加注流程。长六改运载火箭充分发挥二者的综合优势，大幅提升我国进入空间、利用空间、探索空间的能力。

“火箭采用模块化、组合化、系列化发展途径，通过增减助推器数量，可获得单芯级、捆绑2台固体助推器、捆绑4台固体助推器、捆绑通用芯级等多种变体构型，灵活实现各种推力需要，形成运载能力覆盖范围广、梯度合理，性价比高的运载火箭系列，满足未来卫星多样化的密集发射需求。”洪刚说。

2 “健康管家”更智能

发动机健康诊断系统为安全发射保驾护航

固体发动机虽然工作可靠、使用维护简单，但存在一个“隐患”：一旦点火，哪怕遇到特殊情况也无法实施紧急关机。火箭芯级采用的液体发动机，则能够通过紧急关机系统实现关机。因此，在固体助推器点火为长六改运载火箭提供强大起飞推力前，需要精确诊断火箭芯级液体发动机的健康状态。只有确保芯级发动机健康无虞，固体助推器才能放心执行点火程序。

文章来源：《固体火箭技术》 网址: http://www.gthjjsgw.cn/zonghexinwen/2022/0424/603.html

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