(三)新箭风采
为了适应运载火箭的发展方向,近年来我国按照无毒、无污染、低成本、高可靠、大推力、适应性强、安全性好的目标,从2015年起,我国开始陆续研制发射长征-5、5B、6、7、7A、8、11等新一代大型、中型和小型运载火箭。
1.长征-6
2015年,首次发射的我国长征-6新一代小型液体运载火箭把20颗卫星送入预定轨道。它是全新的三级液体火箭,可将1吨的有效载荷发射到700千米高度太阳同步轨道,具有无毒无污染、发射准备时间短等特点。该火箭用于执行太阳同步轨道和近地轨道等多种轨道发射任务,支持单星发射、多星发射、星座的组网和补网发射。
长征-6第一级采用了1台首次使用的、最大推力为120吨的液氧/煤油发动机,这也为此后发射的长征-5、7等新型火箭使用120吨液氧/煤油发动机奠定了基础。它采用“三平”测发模式,即水平整体测试、水平整体星箭对接、水平整体运输起竖发射,发射准备周期仅需7天,能很好地适应卫星发射低成本、短周期的需求,现已投入商用。
2.长征-11
2015年,首次发射的我国长征-11火箭将4颗小卫星送入预定轨道。它是全新的四级小型固体运载火箭,可把500千克的有效载荷发射到500千米高太阳同步轨道,200千米近地轨道运载能力可达700千克。作为“长征”家族中第一型和唯一型固体火箭,长征-11具有快速、可靠、便捷、低廉的优势,实现了我国运载火箭24小时快速发射的跨越,满足自然灾害、突发事件等应急情况下微小卫星发射需求,现已投入商用。
2019年,我国首次在海上平台上用长征-11火箭发射卫星获得成功,现已投入商用。在海上发射运载火箭,既能降低发射成本、提高运载能力,还可有效解决火箭航区和残骸落区安全性问题,避免大规模人员疏散,为中国航天发射提供了新的发射模式。
3.长征-7、7A
2016年,长征-7新一代中型运载火箭首次发射成功。它采用两级半构型,主要用于发射近地轨道或太阳同步轨道航天器,可以把13.5吨的有效载荷送入近地点200千米、远地点400千米、倾角42°的地球近地轨道。
它是利用长征-2F火箭成熟技术,在大体不变情况下换成新研制的液氧/煤油发动机。其优点是:一是提高火箭的运载能力,120吨级液氧/煤油发动机比冲比常规发动机提高了20%,推力比此前“长征”发动机提高了60%以上,把我国火箭的近地轨道运载能力由8.6吨一下提高到14吨;二是推进剂绿色环保,燃烧后产生二氧化碳和水;三是便宜,平均成本仅为常规推进剂的1/10;四是可重复使用。
长征-7是我国首枚采用全数字化手段研制的火箭,在全研制流程没有一张纸质图纸;在试验、装配阶段,应用了虚拟现实技术。它还有防水、防风、防烟雾等功能,可以在8级大风的情况下进行垂直转运,抗风能力较高;中雨时也能发射。目前,它主要用于发射天舟货运飞船。
长征-7A遥二火箭于2021年成功发射。它是在长征-7火箭的基础上,与长征-3A系列火箭的第三级组合形成的新一代中型高轨三级半液体捆绑式运载火箭。该火箭主要用于地球同步轨道卫星发射任务,地球同步转移轨道运载能力为7吨,能够满足高轨道航天器的发射需要,填补了我国高轨道5.5-7吨运载能力的空白。
4.长征-5、5B
2016年,长征-5新一代大型运载火箭首次发射成功。它采用二级半构型,最大特点是芯级直径为5米(别的“长征”火箭最大直径为3.35米)。其芯一级装有2台推力均为50吨的液氢/液氧发动机,还并联了4个各装有2台推力均为120吨的液氧/煤油发动机的助推器,地球同步转移轨道运载能为14吨,地月转移轨道运载能为8吨,地火转移轨道运载能为5吨。该火箭综合性能指标达到国际上主流运载火箭水平,已成功发射了嫦娥-5月球采样返回探测器和天问-1火星探测器等大型航天器。
在长征-5的基础上发展而来的长征-5B火箭于2020年投入使用。它是去掉了长征-5的第二级,采用一级半构型,其近地轨道运载能力为25吨,主要用于发射空间站舱段,现已把我国天宫空间站的天和核心舱和新一代载人飞船试验船送上了太空。其整流罩是目前我国最大的,为装载空间站舱段而量身打造的,直径5.2米,长度20.5米,比长征-5的整流罩还长8米。由于它直径较粗,被称为“胖五”。
5.长征-8
2020年首次发射成功的长征-8是新一代中型两级半液体运载火箭,其由长征-7的第一级加上长征-3A的第三级组成,主要用于发射太阳同步轨道航天器。它可以把近5吨的有效载荷送入700千米太阳同步轨道,填补了我国太阳同步轨道3-4.5吨运载能力的空白,并兼顾近地轨道和地球同步转移轨道发射能力,具备较强的国际竞争力。
(四)上面级
上面级就是远征系列,也称为“太空摆渡车”。2015年,我国首个“太空摆渡车”——远征-1上面级实现了首飞。上面级是一种能够进一步将航天器从准地球轨道或地球轨道送入预定工作轨道或预定空间位置的小火箭。它可多次启动,工作时间长,能先后把不同“乘客”送到不同的最终目的地,大大增强了我国运载火箭的任务适应性。
在“远征”上面级家族中,远征-1上面级是基本型,只有两次启动能力;远征-1A上面级实现了多次启动、长时间在轨,可完成不同轨道的多星部署,被称为“升级版太空摆渡车”。远征-2上面级有两台发动机,运载能力更大,执行高轨多星的直接入轨任务,被称为“增强型太空摆渡车”。我国还研制了更先进的远征-3上面级,它可进一步提高上面级任务的适应性。
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