近日，在太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射場隆重舉行升旗儀式暨2022年度任務動員誓師大會，意味著“長征六號甲”遙一運載火箭首飛在即。

對于“長征六號甲”火箭的首飛之路，可以用“千呼萬喚始出來，猶抱琵琶半遮面”來形容，首飛時間由2020年到2021年再到2022年，不過這次已經(jīng)板上釘釘！之所以備受關注，是因為“長六甲”是一型很特別的運載火箭。

中國第一型固液并聯(lián)運載火箭

固液混合運載火箭在中國航天史上早已有之，1970年4月24日，搭載“東方紅一號”通信衛(wèi)星的“長征一號”運載火箭，在酒泉發(fā)射場發(fā)射升空，衛(wèi)星成功進入預定軌道。這里所使用的“長征一號”火箭的芯一級和芯二級均為液體火箭，芯三級則為固體火箭，是中國第一型固液串聯(lián)運載火箭。在后來的發(fā)展中，中國運載火箭出現(xiàn)了不少配備固體上面級的運載火箭，但是固液并聯(lián)運載火箭一直都是空白。

“長六甲”采用兩級半構(gòu)型，芯一級直徑3.35米，配備2臺雙擺YF-100液氧煤油發(fā)動機，單臺推力1188千牛（約121噸）；在芯一級周身捆綁2或4枚兩段式固體火箭，直徑2米，單枚推力1214千牛（約124噸），單枚起飛質(zhì)量70噸；芯二級直徑3.35米，配備1臺YF-115液氧煤油發(fā)動機，推力180千牛（約18噸）；在標配模式下火箭采用4.2米直徑整流罩，還可根據(jù)需求選配3.35米直徑、5.2米直徑整流罩[1]。

“長六甲”的出現(xiàn)填補了中國固液并聯(lián)運載火箭的空白，通過固液捆綁，可以結(jié)合液體火箭推力穩(wěn)、比沖高和固體火箭推力大、速度快的優(yōu)點，通過不同數(shù)量固體助推器和液體芯級組合，形成合理運載能力臺階、性價比較高的運載火箭系列。

體量巨大的中型火箭

“長六甲”全箭總長約50米，起飛推力7230千牛（約734噸），起飛質(zhì)量約530噸[1]。在中國現(xiàn)役中型運載火箭當中，“長六甲”起飛質(zhì)量超過了采用三級半構(gòu)型的“長三乙”的456噸[2]、采用兩級半構(gòu)型的“長二F”的480噸[3]，排在“長七”系列的“長七”（593噸[4]）和“長七甲”（起飛質(zhì)量約573噸[5]）之后，起飛質(zhì)量位列中國現(xiàn)役中型運載火箭第3位。放諸國際，“長六甲”只比大型火箭“獵鷹九”的549噸[6]略輕19噸，是中型火箭里的大塊頭。

能力多樣，運力還將大幅提升！

“長六甲”火箭可執(zhí)行太陽同步軌道（SSO）、近地軌道（LEO）、中地球軌道（MEO）等多種軌道的發(fā)射任務，任務適應性強，支持單星發(fā)射、多星發(fā)射、星座組網(wǎng)和補網(wǎng)發(fā)射。該箭700千米SSO運力為4噸，比光桿“長八” 3噸的700千米SSO運力略強，這樣看來運載系數(shù)并不高，但這只是開始。

今年1月26日，在中國航天科技集團六院165所抱龍峪試驗區(qū)，18噸液氧煤油發(fā)動機（YF-115）雙機并聯(lián)二次啟動首次試車獲圓滿成功。本次試車的成功，進一步拓寬了18噸液氧煤油發(fā)動機應用范圍，完善了液氧煤油發(fā)動機型譜，拓展了發(fā)動機應用維度，提升了火箭運載能力。

18噸液氧煤油發(fā)動機（YF-115）雙機并聯(lián)二次啟動首次試車的成功，意味著“長六甲”未來可以換裝具備二次乃至多次啟動能力的YF-115發(fā)動機，運力將得到大幅提升。這方面可以參考“長四丙”之于“長四乙”的改進，在換用具備二次啟動能力的上面級發(fā)動機以后，“長四丙”700千米SSO運力由“長四乙”的1.9噸[7]提升為3噸，提升幅度達到約58%。在未來的發(fā)展中，“長六甲”不僅可以通過采用具備二次及以上啟動能力的上面級發(fā)動機來提高中高軌運力，還可以通過將上面級發(fā)動機增加至2臺來提升低軌運力，運力范圍和任務適應性都將再上一個臺階。

2016年，我國在120噸整體式大推力發(fā)動機的基礎上，成功進行了直徑2米分段式發(fā)動機地面熱試車，直接推動了我國首型捆綁固體助推器運載火箭“長六甲”的立項研制。通過固液捆綁，“長六甲”正在為我國運載火箭構(gòu)型開辟新路徑，初始階段更大的意義在于解決有無的問題。在運載效率方面，起飛質(zhì)量接近“獵鷹九”的“長六甲”確實不高，但是未來上面級換裝具備二次及以上啟動能力的YF-115發(fā)動機，將真正激活“長六甲”的強大運力！

作者：大白高國

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參考資料

[1]數(shù)據(jù)引自觀察者網(wǎng)官網(wǎng)
https://www.guancha.cn/industry-science/2019_04_16_497814.shtml

[2]數(shù)據(jù)引自中國航天科技集團官網(wǎng)
http://www.spacechina.com/n25/n146/n238/n12985/c15139/content.html

[3] 數(shù)據(jù)引自中國航天科技集團官網(wǎng)
http://www.spacechina.com/n25/n146/n238/n12985/c15104/content.html

[4] 數(shù)據(jù)引自中國航天科技集團官網(wǎng)
http://www.spacechina.com/n25/n146/n238/n12985/c1043803/content.html

[5]數(shù)據(jù)引自中國運載火箭技術(shù)研究院發(fā)布
https://mp.weixin.qq.com/s/opR-KWhIC2VGHX2XiOPCLg

[6]數(shù)據(jù)引自SpaceX官網(wǎng)
https://www.spacex.com/vehicles/falcon-9/

[7]數(shù)據(jù)引自上海航天技術(shù)研究院發(fā)布
https://mp.weixin.qq.com/s/syqz_D_dAIBBGpKj2QLBqg