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长征火箭开启,中国可重复使用火箭计划3年内首飞www.4008com

时间:2020-05-06 13:31

www.4008com 1资料图:搭载天舟一号飞船的长征七号运载火箭。董大伟 摄

新一代大型运载火箭长征五号乙、新一代中型运载火箭长征七号甲和长征八号、重型运载火箭长征九号、新一代固体运载火箭长征十一号、新一代载人运载火箭……

  火箭有多重要?重型火箭能干啥?我们国家会有可重复使用火箭吗?前不久,中国工程院院士、中国航天科技集团有限公司一院系列型号总师龙乐豪应邀赴清华大学,以“中国的火箭与航天”为题,为在场的学者、学生以及央视网络直播平台的数万观众,讲授火箭知识,解答相关问题。

新华社广州11月7日电7日正在广东珠海举行的第十二届中国国际航空航天博览会上,中国航天科技集团首次携新一代运载火箭家族集体亮相。

珠海航展:长征火箭开启“新长征” 中国进入太空能力将大幅提升

在珠海举行的第12届中国国际航空航天博览会上,被誉为中国火箭事业“摇篮”的中国航天科技集团所属中国运载火箭技术研究院携新一代运载火箭“家族”首次集体亮相,全景式展出中国火箭研制成果与实力,彰显长征火箭已经开启“新长征”,中国自主、快速进入空间的能力将大幅提升,航天大国将加速迈向航天强国。

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中国航天科技集团一院宇航部副部长马志滨介绍,“此次航展,中国航天第一次对外展示了新一代运载火箭家族,多款新型火箭第一次在公众面前亮相。”

中新社珠海11月11日电 新一代大型运载火箭长征五号乙、新一代中型运载火箭长征七号甲和长征八号、重型运载火箭长征九号、新一代固体运载火箭长征十一号、新一代载人运载火箭……

中国运载火箭技术研究院介绍说,首次亮相的长征五号乙火箭专门为中国载人航天工程研制,是一款以发射空间站舱段任务为目标进行设计的新型大型近地轨道运载火箭,其以长征五号为基础改进研制,提高了运载能力和可靠性设计,火箭总长约54米,起飞重量约850吨,起飞推力约1078吨,近地轨道运载能力达25吨级。

  ▲龙乐豪院士清华开讲(视频截图)

自2015年起,新一代运载火箭长征六号、长征十一号、长征七号、长征五号先后成功首飞,提升了我国自主、快速进入空间的能力,未来通过长征七号甲、长征八号、长征九号等新一代运载火箭的研制完成,中国的运载火箭将实现整体更新换代。

在珠海举行的第12届中国国际航空航天博览会上,被誉为中国火箭事业“摇篮”的中国航天科技集团所属中国运载火箭技术研究院携新一代运载火箭“家族”首次集体亮相,全景式展出中国火箭研制成果与实力,彰显长征火箭已经开启“新长征”,中国自主、快速进入空间的能力将大幅提升,航天大国将加速迈向航天强国。

同为航展“新面孔”的长征七号甲运载火箭总长60.13米,起飞质量约573吨。它是在长征七号基础上,与长征三号甲系列火箭三子级组合形成的新一代中型高轨三级液体捆绑式运载火箭,能满足高轨道航天器发射需要,将填补中国高轨道5.5吨-7吨运载能力的空白,并带动中国运载火箭全面更新换代,完善中国航天运输装备体系。

  火箭技术门槛高,只有少数国家玩得转

记者从中国航天科技集团一院了解到,长征五号乙运载火箭是以发射空间站舱段任务为目标进行设计的大型近地轨道液体运载火箭,该型火箭以长征五号运载火箭为基础进行改进研制,充分继承长征五号运载火箭研制基础和经验,并进一步提高可靠性设计。火箭总长约54米,起飞重量约850吨,起飞推力约1078吨,近地轨道运载能力大于22吨。

中国运载火箭技术研究院介绍说,首次亮相的长征五号乙火箭专门为中国载人航天工程研制,是一款以发射空间站舱段任务为目标进行设计的新型大型近地轨道运载火箭,其以长征五号为基础改进研制,提高了运载能力和可靠性设计,火箭总长约54米,起飞重量约850吨,起飞推力约1078吨,近地轨道运载能力达25吨级。

预计2020年首飞的长征八号是一枚全新研制的中型运载火箭,火箭总长50.3米,起飞质量约356吨,将填补中国太阳同步轨道3吨-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,具有发射成本适中、发射周期更短、适应多个航天发射场条件等特点,具备较强国际竞争力。

  运载火箭在整个航天技术中的地位非常重要,火箭的运载能力有多大,航天的舞台就有多大。龙乐豪把运载火箭的特点概括为“四高”:高门槛、高能量、高效率、高耐力,世界上能独立研制运载火箭的国家不多。

长征九号运载火箭为执行未来载人月球探测、深空探测等任务研制,是我国目前运载能力最大的一型火箭。重型运载火箭综合性能指标达到国际运载火箭的先进水平,研制成功后,可以满足未来较长时期国内深空探测、载人月球探测等国家重大科技活动的任务需求,确保我国在2030年前运载火箭技术迈入世界一流梯队。任务规划预计将于2028年前后实现首飞。

同为航展“新面孔”的长征七号甲运载火箭总长60.13米,起飞质量约573吨。它是在长征七号基础上,与长征三号甲系列火箭三子级组合形成的新一代中型高轨三级液体捆绑式运载火箭,能满足高轨道航天器发射需要,将填补中国高轨道5.5吨-7吨运载能力的空白,并带动中国运载火箭全面更新换代,完善中国航天运输装备体系。

珠海航展惊艳“首秀”的新一代载人运载火箭是根据中国载人航天工程发展规划,为发射中国新一代载人飞船而全新研制的高可靠、高安全的载人火箭,火箭全长约90米,起飞重量约2000吨,可将25吨有效载荷直接送入奔月轨道,或将70吨有效载荷送入近地轨道。它按照载人飞行的最高安全标准设计,将用于未来载人月球探测工程中环月、绕月、登月等演示验证及飞行任务。

  运载火箭是一个庞大而复杂的系统工程。龙乐豪分系统讲解运载火箭的构成,举了一些很直观的例子。

长征十一号是我国新一代运载火箭中唯一一型固体型号,火箭发射周期为24小时,可快速完成低轨道、太阳同步轨道等轨道的发射任务。具有构型简单、快速简易发射等特点,主要用于1000公里以下太阳同步轨道和近地轨道中小型航天器的单星和多星组合发射。

预计2020年首飞的长征八号是一枚全新研制的中型运载火箭,火箭总长50.3米,起飞质量约356吨,将填补中国太阳同步轨道3吨-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,具有发射成本适中、发射周期更短、适应多个航天发射场条件等特点,具备较强国际竞争力。

重型运载火箭长征九号堪称“巨人”重磅亮相,自带强大气场震撼全场。它是中国目前在研运载能力最大的一型火箭,为执行未来载人月球探测、深空探测等任务研制,预计将于2030年前后实现首飞。长征九号火箭芯级箭体直径10米级,捆绑4个5米直径助推器,可构建近地轨道运载能力50吨-140吨、奔月转移轨道运载能力15吨-50吨、奔火转移轨道运载能力12吨-44吨的系列化型谱,能满足未来较长时期中国开展深空探测、载人月球探测等任务需求,并确保中国在2030年前运载火箭技术迈入世界一流梯队。

  譬如,长征五号运载火箭上有设备近3000台,电子元器件近19万只、电缆长近329公里、从0秒到入轨共有2000多项指令……

中国航天科技集团一院长征十一号火箭副总指挥金鑫介绍,长征十一号火箭海上发射的关键技术已经突破,计划明年进行发射,进一步满足越来越多低倾角轨道卫星的发射需求,大幅提高长征系列火箭的任务适应性。

珠海航展惊艳“首秀”的新一代载人运载火箭是根据中国载人航天工程发展规划,为发射中国新一代载人飞船而全新研制的高可靠、高安全的载人火箭,火箭全长约90米,起飞重量约2000吨,可将25吨有效载荷直接送入奔月轨道,或将70吨有效载荷送入近地轨道。它按照载人飞行的最高安全标准设计,将用于未来载人月球探测工程中环月、绕月、登月等演示验证及飞行任务。

多次参展的长征十一号运载火箭这次重点展示“海上发射”的新能力,其已突破海上发射关键技术,并完成具体实施方案,计划2019年进行首次海上发射。长征十一号还是中国新一代运载火箭中唯一一型固体火箭,可快速完成低轨道、太阳同步轨道等发射任务,主要用于1000公里以下太阳同步轨道和近地轨道中小型航天器的单星与多星组合发射。

  火箭技术很关键,要不来、买不来、讨不来

重型运载火箭长征九号堪称“巨人”重磅亮相,自带强大气场震撼全场。它是中国目前在研运载能力最大的一型火箭,为执行未来载人月球探测、深空探测等任务研制,预计将于2030年前后实现首飞。长征九号火箭芯级箭体直径10米级,捆绑4个5米直径助推器,可构建近地轨道运载能力50吨-140吨、奔月转移轨道运载能力15吨-50吨、奔火转移轨道运载能力12吨-44吨的系列化型谱,能满足未来较长时期中国开展深空探测、载人月球探测等任务需求,并确保中国在2030年前运载火箭技术迈入世界一流梯队。

本届珠海航展上,中国运载火箭技术研究院还展示与长征火箭“接力”出征太空、被誉为“太空摆渡车”的远征系列上面级,包括已成功研制并发射的远征一号、远征一号甲、远征二号、远征一号S,可覆盖低、中、高轨道直接入轨需求。同时,该院面向商业航天市场打造的微小型固体运载火箭捷龙一号也颇受业界关注,它满足用户一箭一星或一箭多星发射需求,具备单位载荷入轨成本低、发射准备周期短、发射模式更加灵活等特点,可填补中国低倾角航天发射能力的空白。

  数十年来,我国研制了10多种运载火箭,低轨运载能力达到25吨级、地球同步转移轨道运载能力达到14吨级,发射270多次,将400多个航天器送入太空,入轨精度、发射成功率位居世界前列,既满足了我国国民经济、国防建设需要,又为20多个国家提供60多次国际商业卫星发射。

多次参展的长征十一号运载火箭这次重点展示“海上发射”的新能力,其已突破海上发射关键技术,并完成具体实施方案,计划2019年进行首次海上发射。长征十一号还是中国新一代运载火箭中唯一一型固体火箭,可快速完成低轨道、太阳同步轨道等发射任务,主要用于1000公里以下太阳同步轨道和近地轨道中小型航天器的单星与多星组合发射。

重复使用航天运输系统方面,按基于一次性火箭构型的重复使用运载火箭、升力式火箭动力重复使用运载器、组合动力重复使用运载器三条主线,中国运载火箭技术研究院正同步开展研究,梯次形成能力。

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本届珠海航展上,中国运载火箭技术研究院还展示与长征火箭“接力”出征太空、被誉为“太空摆渡车”的远征系列上面级,包括已成功研制并发射的远征一号、远征一号甲、远征二号、远征一号S,可覆盖低、中、高轨道直接入轨需求。同时,该院面向商业航天市场打造的微小型固体运载火箭捷龙一号也颇受业界关注,它满足用户一箭一星或一箭多星发射需求,具备单位载荷入轨成本低、发射准备周期短、发射模式更加灵活等特点,可填补中国低倾角航天发射能力的空白。

目前的长征火箭“家族”中,长征四号、六号系列及长征二号丁火箭由中国航天科技集团所属上海航天技术研究院抓总研制。本届珠海航展,中国首枚固液结合新一代运载火箭长征六号甲也首次亮相,它可适应摄氏零下30度至零上40度发射环境温度,在发射场测发周期14天。长征六号甲运载火箭计划2020年首飞,符合目前国际主流运载火箭发展趋势,具有较强竞争力。

  ▲ 龙乐豪回顾我国运载火箭远征地球同步转移轨道的历程(视频截图)

重复使用航天运输系统方面,按基于一次性火箭构型的重复使用运载火箭、升力式火箭动力重复使用运载器、组合动力重复使用运载器三条主线,中国运载火箭技术研究院正同步开展研究,梯次形成能力。

航天专家称,运载火箭是人类进入太空、开展空间活动的基础,长征系列运载火箭此番全力开启“新长征”,征途或将面临诸多艰难险阻,但前景光明辉煌可期,中国航天未来也会飞得更快、更好,飞得更高、更远。

  2006年,我国新一代运载火箭长征五号立项研制,随后,长征六号、长征七号以及远征系列上面级也开始研制。如今,我国新一代运载火箭、多型上面级已首飞成功,长征八号,长征七号A也已开始研制,预计2020-2021年相继首飞。此外,我国还研制了快速响应运载火箭长征十一号,已成功飞行4次。

目前的长征火箭“家族”中,长征四号、六号系列及长征二号丁火箭由中国航天科技集团所属上海航天技术研究院抓总研制。本届珠海航展,中国首枚固液结合新一代运载火箭长征六号甲也首次亮相,它可适应摄氏零下30度至零上40度发射环境温度,在发射场测发周期14天。长征六号甲运载火箭计划2020年首飞,符合目前国际主流运载火箭发展趋势,具有较强竞争力。

  回首几十年的历程,龙乐豪感慨,我国发展运载火箭技术的特点,就是自力更生,自主创新,关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。

航天专家称,运载火箭是人类进入太空、开展空间活动的基础,长征系列运载火箭此番全力开启“新长征”,征途或将面临诸多艰难险阻,但前景光明辉煌可期,中国航天未来也会飞得更快、更好,飞得更高、更远。

  重型火箭长征九号,可用于造“太空电站”

  同时,龙乐豪也坦言,我国材料、工艺等基础技术水平比较薄弱,运载火箭运载系数相对来说不太高,重型运载火箭、低成本运载火箭、可重复使用运载火箭、智能控制等技术还处在初期阶段,还需要一代代航天人接续奋斗。由此,他谈了对我国运载火箭未来发展的构想。

  首先是重型火箭长征九号。长征九号芯级最大直径达到10米级,捆绑4个5米直径的助推器,起飞重量4000多吨,起飞推力将近6000吨,高度93米,低轨运载能力达到140吨。此外,还有捆绑两个助推器、不捆绑助推器的构型。

  目前,长征九号的关键技术攻关已经取得了一系列成果,世界第一件采用整体锻造技术的10米级铝合金环件,500吨级推力的发动机燃烧室试验件已诞生。

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  ▲ 龙乐豪讲解长征九号系列运载火箭方案(视频截图)

  除了人们熟知的载人登月、深空探测发射任务,长征九号还可以用来造“太空电站”,即“空间太阳能电站”。龙乐豪介绍,在地球同步轨道上,每平方米太阳能可产生约1300瓦热能,可将其收集、转化并传输到地面。理想条件下,在地球同步轨道部署1公里宽的太阳能电池环带,则一年接收的太阳能等于地球可开采石油的总量。

  长征八号A“整体回收”,高可靠、低成本

  龙乐豪在讲座中展示了我国发展可重复使用运载火箭的三步走设想。当前要做的,则是通过伞降实现采用常规推进剂的火箭子级落点精确控制;与此同时,完善、优化新一代运载火箭。他介绍了长征八号和长征八号A的构想:

  长征八号运载火箭计划于2021年首飞,其芯一级和助推器将进行整体垂直回收。

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  ▲ 龙乐豪介绍长征八号回收方案(视频截图)

  长征八号A运载火箭采用新概念设计研制,将长征八号运载火箭的两个2.25米直径助推器换成3.35米直径助推器,再搭配一个先进低温上面级。

  长征八号A运载火箭的高轨运载能力与长征七号A相同,但少了一级、两个箭体模块、五台发动机,既省钱又可靠。

  龙乐豪设想,预计到2030年,我国将拥有由小、中、大、重约10型运载火箭组成的完整的新一代长征系列火箭,其近地轨道、火星转移轨道、地月转移轨道、地球同步转移轨道最大运载能力分别达到140、44、50、66吨,支撑航天强国战略。