長征八號：“親民”的新一代中型火箭

文/ 任悅鳴

2020 年12 月22 日，由中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院抓總研制的我國新一代運(yùn)載火箭——長征八號，在中國文昌航天發(fā)射場成功執(zhí)行首飛任務(wù)，順利將5顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。至此，中國航天“十三五”期間新一代運(yùn)載火箭發(fā)射任務(wù)圓滿收官。

“十三五”期間，長征五號、長征七號、長征八號等多型新一代運(yùn)載火箭成功首飛，并承擔(dān)了多項重大航天工程任務(wù)，標(biāo)志著我國新一代運(yùn)載火箭型譜逐漸完善，中國航天進(jìn)出空間的能力進(jìn)一步加強(qiáng)，為航天強(qiáng)國建設(shè)提供更加有力的支撐。

是時候再研制一款新火箭了

近年來，我國航天事業(yè)快速發(fā)展，不僅各項航天重大工程任務(wù)接連取得突破性進(jìn)展，衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)也蓬勃發(fā)展。與此同時，隨著我國積極引導(dǎo)商業(yè)航天健康規(guī)范有序發(fā)展，社會優(yōu)勢力量也相繼參與到中國航天事業(yè)的建設(shè)之中，共同助推我國太空經(jīng)濟(jì)迅速騰飛。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶動需求上漲，由于許多資源衛(wèi)星、科學(xué)試驗衛(wèi)星甚至是低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)組網(wǎng)都要在太陽同步軌道上運(yùn)行，帶來了大量的太陽同步軌道發(fā)射任務(wù)和服務(wù)需求。

然而，目前我國已經(jīng)研制成功的新一代運(yùn)載火箭由于各自的定位和使命不同，有的型號運(yùn)載能力稍顯不足，有的又如同“大馬拉小車”，成本過高。

長征八號運(yùn)載火箭總設(shè)計師宋征宇告訴記者，以往我國的運(yùn)載火箭大多是針對某項工程任務(wù)而設(shè)計研發(fā)的，但對于未來市場占比達(dá)到70%以上的商業(yè)衛(wèi)星而言，并沒有特別適合的火箭。

因此，我國必須快速研制出一款更為“親民”的新一代中型運(yùn)載火箭，填補(bǔ)太陽同步軌道衛(wèi)星發(fā)射能力空白，滿足未來各類發(fā)射需求。

有了目標(biāo)“乘客”，便有了前進(jìn)的方向和動力，長征八號正是在此背景下應(yīng)運(yùn)而生。

早在2015 年年初，中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院總體設(shè)計部便在中國航天科技集團(tuán)公司的指導(dǎo)下，展開了關(guān)于長征八號運(yùn)載火箭的論證工作。經(jīng)過兩年多的反復(fù)論證，長征八號運(yùn)載火箭在2017 年5 月正式立項，研制團(tuán)隊頂住壓力、開拓創(chuàng)新，僅用了短短一年時間，就完成了火箭方案設(shè)計。2018 年4 月，長征八號正式轉(zhuǎn)入工程研制階段，并于2020 年10 月完成出廠評審，滿足首飛要求。

回憶起長八火箭立項研制的歷程，宋征宇感觸頗多。他說，長八火箭開始研制的時間點，正值我國新一代運(yùn)載火箭長征五號、長征七號接連首飛成功之際。但中國航天人沒有滿足于階段性的成功，而是將目光瞄向了更廣闊的舞臺。

“中國航天有個傳統(tǒng)，每一次成功的喜悅也就持續(xù)一頓飯的時間。對于研制團(tuán)隊來說，成功不是光環(huán)，更不是休止符，而是下一次任務(wù)的起點。”宋征宇說。

新火箭 新特點 新征程

火箭是人類進(jìn)入太空的階梯，運(yùn)載能力有多大，人類探索宇宙的腳步就能走多遠(yuǎn)。運(yùn)載能力的提升，將直接帶動中國航天事業(yè)發(fā)展的速度。

長征八號運(yùn)載火箭總指揮肖耘指出，長征八號火箭具有繼承性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性等突出特點，未來還將推動我國中型運(yùn)載火箭更新?lián)Q代，從而帶動和牽引我國未來中、低軌衛(wèi)星的發(fā)展，滿足該軌道高密度發(fā)射任務(wù)需求。

長八火箭研制團(tuán)隊顛覆傳統(tǒng)理念，采用“模塊化、系列化、組合化”的設(shè)計思路，從立項到首飛，僅用了3 年多的時間。

長征八號首飛火箭極具創(chuàng)新性，突破并應(yīng)用了基于模塊組合的快速集成設(shè)計、全箭模態(tài)綜合分析、發(fā)動機(jī)節(jié)流、動特性獲取等重要技術(shù)。

長征八號火箭將繼承與融合的特點發(fā)揮到極致。一方面充分吸收和繼承了現(xiàn)役火箭和新一代火箭的成果和先進(jìn)技術(shù)，另一方面又結(jié)合自身特點開展新技術(shù)的驗證與應(yīng)用，并最終呈現(xiàn)出現(xiàn)在的構(gòu)型。

長征八號運(yùn)載火箭采用芯級捆綁2枚助推器構(gòu)型，全長約50.3 米，起飛質(zhì)量約356 噸，起飛推力約480 噸，700 公里太陽同步軌道運(yùn)載能力不小于4.5 噸。長八火箭一子級直徑3.35 米，與長征七號芯一級基本一致，二子級直徑3 米，與長三甲三級基本一致，助推器直徑2.25 米，整流罩直徑4.2 米，是一款組合型的火箭。

▲ 長征八號火箭構(gòu)型圖

“它可以填補(bǔ)我國新一代運(yùn)載火箭的能力空白，將我國運(yùn)載火箭太陽同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力從3 噸提升至4.5噸，助力我國航天工程建設(shè)。”肖耘介紹，長征八號運(yùn)載火箭將成為我國未來中、低軌衛(wèi)星發(fā)射市場主力火箭，為后續(xù)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)工程、新基建工程建設(shè)提供有力支撐，進(jìn)一步完善我國運(yùn)載火箭型譜，滿足航天后續(xù)發(fā)射任務(wù)需求，對推動航天強(qiáng)國建設(shè)具有重要意義。

不僅如此，長征八號的運(yùn)載能力將促進(jìn)我國衛(wèi)星功能優(yōu)化提升，肖耘說：“以往衛(wèi)星的研制可能會受限于火箭的運(yùn)載能力，現(xiàn)在有了更加適合的火箭后，可以促進(jìn)我國衛(wèi)星的載荷增加、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、性能提升。”

與此同時，長征八號首飛試驗隊發(fā)揚(yáng)大力協(xié)同、敢于登攀的航天精神，不斷增強(qiáng)火箭與衛(wèi)星、發(fā)射場、測控等系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)性，提升火箭的適應(yīng)性，為后續(xù)任務(wù)順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。

“長征八號的定位是中、低軌主力火箭，未來，長征八號還將打造成為新技術(shù)驗證的試驗平臺，不斷改進(jìn)，提升經(jīng)濟(jì)性、提升競爭力，為后續(xù)智慧化、可重復(fù)使用等新技術(shù)進(jìn)行搭載驗證。”宋征宇說。

長征八號未來可期，今后不僅可以在文昌發(fā)射，也可以去其他平臺發(fā)射，滿足更多的、不同的發(fā)射需求，提升我國進(jìn)入空間和利用空間的能力，進(jìn)一步推動航天強(qiáng)國建設(shè)。

長征八號火箭首飛成功是研制歷程的一個重要里程碑，但是這只是一個新的起點。后續(xù)，在太陽同步軌道上，具備5 噸級運(yùn)載能力的長征八號火箭將與長征五號、長征六號、長征七號、長征十一號等新一代運(yùn)載火箭一起，共同形成更加優(yōu)化、合理的能力布局，助力中國航天進(jìn)出空間邁向新征程。