长征八号:填补中国新一代运载火箭能力空白
12月22日 ， 长征八号运载火箭以“一箭五星”的方式 ， 在中国文昌航天发射场首飞成功 。这是一型兼顾近地轨道和地球同步转移轨道发射能力的新型火箭 ， 它将中国太阳同步轨道运载能力由3吨提升至4.5吨 ， 有效填补了中国新一代运载火箭的能力空白 ， 进一步完善了中国运载火箭型谱 。更重要的是 ， 在不久的将来 ， 它将把民众构想中未来火箭的相关技术 ， 一一变为现实 。
中国运载火箭能力的新提升
【长征八号:填补中国新一代运载火箭能力空白】 中国在新一代运载火箭的论证过程中 ， 以液氧煤油和液氢液氧发动机为基础 ， 提出了新一代大、中、小型运载火箭的发展构想 ， 并通过20多年的预研和工程研制 ， 成功研制了长征五号、长征七号等新一代运载火箭 ， 形成了2.25米、3.35米和5米直径的通用模块 ， 为中国新一代运载火箭“模块化、系列化、组合化”发展奠定基础 。
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长征八号运载火箭研制团队从中国现有的火箭模块中 ， 通过几百种的搭配 ， 不断创新研制思路和方案 ， 最终提出了现在的构型 。该型运载火箭采用芯级捆绑2枚助推器构型 ， 700公里太阳同步轨道运载能力不小于4.5吨 。
中国运载火箭技术研究院长征八号运载火箭总设计师宋征宇介绍道：“长征八号运载火箭是在长征七号运载火箭基础上 ， 与长征三号甲系列火箭三子级组合形成的一款新构型火箭 。”
中国运载火箭技术研究院长征八号运载火箭总指挥肖耘表示 ， 此前中国具备中低轨道发射能力的主力运载火箭 ， 能够将3吨的有效载荷送到太阳同步轨道 。长征八号运载火箭将此项能力提升到了4.5吨 ， 这是长征系列运载火箭能力的提升 ， 对卫星等有效载荷来说也将是一个平台的升级换代 。
中国航天科技创新的新技术
未来的火箭将是什么样？可重复使用？高度智慧化？在不久的将来 ， 长征八号火箭有望将民众想象中的火箭技术 ， 一一变为现实 。
要向实现火箭的重复使用 ， 发动机推力调节是重要的技术 。本次发射中 ， 长征八号运载火箭应用了发动机推力调节技术 ， 这在中国运载火箭中是首次工程应用 ， 为后续重复使用技术提前进行相关先期技术验证 ， 为重复使用运载火箭研制打下坚实基础 。
近年来 ， 中国运载火箭高密度发射已呈常态化 ， 屡屡成功 ， 但飞行故障甚至飞行失利也偶有发生 ， 如果火箭具备故障诊断和自主飞行能力 ， 在发生故障时 ， 自主调整 ， 飞行结果便能大幅改善 。
长征八号运载火箭采用自抗扰技术进行实时补偿控制 ， 提高主动减载的效果 ， 解决了大整流罩带来的静不稳定度大的难题 。此外 ， 该型火箭还开展滑行段飞行故障在线辨识 ， 并根据故障辨识结果 ， 进行姿态控制重构 ， 提升了火箭姿态控制的自主适应能力和智慧化水平 。
长征八号火箭还是中国首个研制中未开展全箭模态试验的中大型火箭 ， 采用虚实结合的模态分析技术 。后续在长征八号火箭的基础上还将研制融合型火箭 ， 实现电气一体化、两平一垂快速发射、提升经济性的火箭 。
中国航天商业舞台的新跨越
长征八号火箭自2018年4月转入工程研制阶段工作 ， 2020年10月完成了出厂评审 。“从型号开始论证到首飞火箭具备出厂条件 ， 仅用时2年多 ， 这在新一代运载火箭研制的历史上是不多见的 。”宋征宇说 。
专家表示 ， 中国航天在地面发射技术方面与航天强国还存在一定差距 ， 主要体现在火箭测试周期特别是发射区占位时间较长的情况 。未来长征八号将采用“两平一垂”的模式 ， 即水平组装、水平状态整体运输、星罩组合体垂直转场对接 。预计在2022年前后 ， 融合型长征八号运载火箭将实现“两平一垂” ， 可大幅简化发射场建设规模 ， 发射区不再需要规模庞大、组成复杂的塔架 ， 减少建设成本 。
长征八号火箭自设计之初 ， 就充分考虑了技术与经济的一体化 ， 通过降低生产成本和配套成本 ， 实现火箭的成本有效控制 。后续随着批量化生产的能力提升 ， 客户从签署发射服务合同到实施发射将缩短至一年 ， 组网建设周期将进一步缩短 。
“长八火箭本身运载能力达到5吨级 ， 而起飞规模为356吨 ， 运载效率在国内火箭中是名列前茅的 ， 运载能力的提升、成本的下降 ， 必然会带来很高的性价比 。”中国运载火箭技术研究院长征八号运载火箭副总指挥段保成说 。
责任编辑:tzh
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