我們一直渴望超大運力“長征九號“運載火箭的首發(fā)，但是最近傳來了另一個好消息，航天迷們?yōu)槠渑d奮不已。就在12月30日，在我國的航天航空名城——西安，中國首個直徑最大、裝藥量最大、工作時間最長的固體分段式助推器試車圓滿成功。

這是民用航天3.2米三分段大型固體火箭發(fā)動機(jī)地面首次熱試車，它的成功意味著我們超大推力火箭或?qū)⑻崆暗絹?。那么為什么我們要研制超大推力發(fā)動機(jī)呢？固體火箭發(fā)動機(jī)如此重要？這將給我國的航天事業(yè)帶來怎樣的新格局？

?載人登月、深空探索、空間站裝備亟需超大運力火箭

不久前嫦娥五號圓滿完成月球挖土任務(wù)，成功返回?？傌?fù)荷820kg的探測器帶回來1732g月壤，完成了探月工程四期的“繞、月、回“的收官之作，下一步就是向著載人登月，在月球建立研究基地進(jìn)發(fā)。火星探測器”天問一號“此時距離目的地還有2個多月的時間，我國主導(dǎo)的新一代空間站將在未來兩年有長征2F火箭分11次送上太空，這一切亟需超大運力的運載火箭。

2020年是我國航天歷史上值得永遠(yuǎn)銘記的一年，長征系列火箭悉數(shù)亮相，并有著明顯的特征，新老交替，改型、新興研制火箭首發(fā)較多，而無論是可回收火箭的前期機(jī)型——長征八號首發(fā)成功，還是長征十一號固體運載火箭11戰(zhàn)全勝，都意味著，我們將開創(chuàng)運載火箭的新紀(jì)元。

12月10日4時14分，我國長征系列首型全固體運載火箭長征十一號在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心第11次點火起飛，以“一箭雙星”的方式將“引力波暴高能電磁對應(yīng)體全天監(jiān)測器”（簡稱GECAM）衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。這是長征11號固體運載火箭的第11次發(fā)射。

而從2015年首飛以來，長征11號固體運載火箭已經(jīng)完成了9次陸地發(fā)射，2次海上發(fā)射。承擔(dān)長征11號全部四級固體主發(fā)動機(jī)的研制生產(chǎn)任務(wù)是航空四院，他們從2008年開始，率先開展了120噸整體式大推力固體火箭發(fā)動機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究。2009年3月，120噸大推力整體式固體火箭發(fā)動機(jī)關(guān)鍵技術(shù)考核地面熱試車取得圓滿成功。2012年，長征十一號火箭正式立項啟動研制，2015年首飛。2018年直徑3.2米3分段技術(shù)驗證固體發(fā)動機(jī)立項研制，2020年12月30日熱試車圓滿成功。按照之前的進(jìn)度，超大推力固體運載火箭將在2年后誕生。

目前長征九號正在進(jìn)展的研制當(dāng)中，根據(jù)長征八號總工程師之前透露，我們的火箭研制已經(jīng)具備全數(shù)字化模擬平臺，預(yù)計“921“很快就會面世，但更家令人興奮的是固體運載火箭的出色表現(xiàn)，從首次執(zhí)行運載任務(wù)以來已經(jīng)11戰(zhàn)全勝，其簡單方便，多平臺靈活發(fā)射的特性讓其獨特性更加完美，能在海上、移動發(fā)射場擇機(jī)發(fā)射，無論是對星座進(jìn)行補(bǔ)充，還是承擔(dān)太空應(yīng)急任務(wù)，都具有獨特的使命性。

固體火箭的卓越成績，或?qū)⒅ξ覈教焓聵I(yè)再上新臺階

2020年5月30日，長征十一號運載火箭將新技術(shù)試驗衛(wèi)星G星、新技術(shù)試驗衛(wèi)星H星送入預(yù)定軌道，“一箭雙星”發(fā)射取得圓滿成功。這里有四個首次:一是首次采用新型發(fā)射平臺實施發(fā)射；二是首次在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心執(zhí)行發(fā)射任務(wù)；三是首次采用2米直徑整流罩；四是

發(fā)動機(jī)經(jīng)過筒箭組合運輸達(dá)2000km。今年12月上旬的成功發(fā)射完美成功背后意味著整箭靈活運輸，實現(xiàn)了連續(xù)11次高精度入軌、連續(xù)11次箭上質(zhì)量零問題、連續(xù)11次零窗口準(zhǔn)時發(fā)射，標(biāo)志著該型火箭高質(zhì)量保成功能力再上新臺階。

就在今年（12月30日），3.2米三分段大型固體火箭發(fā)動機(jī)地面熱試車在西安取得圓滿成功。采用分段技術(shù)，意味著可以大幅降低發(fā)動機(jī)技術(shù)難度、研制條件難度以及研制成本。而直徑大，裝藥量多，工作時間長，意味著我們的超大推力固體火箭發(fā)動機(jī)離實際運用很近了。

可能大家對固體火箭不會陌生，“除了在導(dǎo)彈武器裝備領(lǐng)域廣泛應(yīng)用外，固體發(fā)動機(jī)在宇航運載領(lǐng)域的應(yīng)用也是“風(fēng)生水起”。迄今，航天四院提供的固體火箭發(fā)動機(jī)，已先后在我國第一顆人造地球衛(wèi)星、第一顆返回式衛(wèi)星、第一顆試驗通信衛(wèi)星以及系列氣象衛(wèi)星發(fā)射及載人航天飛船逃逸救生系統(tǒng)中屢建功勛?！?/p>

那么本次實驗是如何獲得圓滿成功的呢？

首先分段式固體發(fā)動機(jī)其實是將發(fā)動機(jī)燃燒室分成幾段，每一段燃燒室獨立絕熱、澆注，最終通過模塊化組合裝配，實現(xiàn)有限直徑內(nèi)大裝藥、大推力的技術(shù)需求。這次實驗成功很有可能繼續(xù)將進(jìn)行更多段組合的固體發(fā)動機(jī)。這就像我們放煙花一樣，一個紙管里多段燃燒，每次推動效果都不太一樣?？梢韵胂攵潭痰?年時間就搞定了超大運力，背后有無數(shù)個航天的日以繼夜。

據(jù)四院大推力固體發(fā)動機(jī)總設(shè)計師王健儒介紹：

“研制團(tuán)隊詳細(xì)比對各種技術(shù)方案，順利攻克了大直徑分段殼體成型精度控制與可靠連接密封技術(shù)、大型燃燒室熱防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計與成型技術(shù)、分段式發(fā)動機(jī)燃燒穩(wěn)定性設(shè)計技術(shù)、大型噴管RTM擴(kuò)張段設(shè)計與成型技術(shù)等多項重大關(guān)鍵技術(shù)，解決了技術(shù)難點10余項，形成了新設(shè)計方法5套、新工藝3套、編制設(shè)計規(guī)范6篇，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)?！?/p>

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最值得一提的是采用了“仿真技術(shù)”驗證了多分段發(fā)動機(jī)點火瞬態(tài)流場的匹配性，這就極大的降低了成本，也更加全面及時的驗證了和收集點數(shù)數(shù)據(jù)。“應(yīng)用了NBR和CFBR組成的復(fù)合絕熱結(jié)構(gòu)成型方法，突破了低成本大尺寸噴管結(jié)構(gòu)設(shè)計與成型技術(shù)，更重要的是為大型多分段發(fā)動機(jī)總裝與總測技術(shù)研究提供了支撐?！?/p>

不僅如此，為例固體發(fā)動機(jī)和液體發(fā)動模塊化混合使用，將給長征家族帶來新的澎湃動力。而我們渴望的綜合性能達(dá)到世界先進(jìn)水平的500t大推力的整體式固體發(fā)動機(jī)也在進(jìn)展研究之中，這些都將極大的加快我們深空探索的進(jìn)程。

未來，深空網(wǎng)絡(luò)中，最耀眼的的顏色將是那一片紅。

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