長征七號火箭有多牛

2016-11-02 09:02:45

科學之友 2016年15期

長征七號火箭有多牛

長征七號運載火箭在海南文昌發射場首飛成功。中國研制的這一全新中型運載火箭，代表了中國近60年運載火箭研制領域的最高水平。此次發射刷新了中國航天史上的多個紀錄，開始了中國運載火箭發展的新篇章。

先進技術眾多

長征七號有哪些突出的先進性？幾位海外專家首先談到了這種火箭采用的新燃料。

俄羅斯聯邦國家航天集團公司旗下知名期刊《航天新聞》觀察家伊戈爾·利索夫表示，長征七號用液氧煤油完全替代了此前的高沸點燃料，前者不僅價格低廉，而且更加安全。美國行星學會的載人航天專家賈森·戴維斯也認為，液氧煤油燃燒后生成的是無毒氣體和水，有利于環保，正在美國走紅的“獵鷹9號”火箭用的也是這種燃料。

法國國家航天研究中心專家熱羅姆·維拉分析說，長征七號可以在不變更發動機和火箭各級的情況下加裝不同的助推器，并使這些“模塊”協同工作。

中國空間技術研究院研究員龐之浩也指出，長征七號采用通用化、組合化設計，通過調整助推器個數、增加固體助推器、在火箭頂端增加上面級，可實現新一代中型運載火箭系列化。

俄羅斯副總理羅戈津曾表示，在運載火箭研發中著力采用數字化生產技術，可提高勞動生產率，降低成本。

長征七號就是中國首枚采用全數字化手段研制的火箭。它從設計到生產均采用全三維數字平臺，基于統一的三維模型實現了設計、分析、仿真、生產與組裝的數字化研制新模式，建立了標準規范，為其他火箭型號的推廣應用樹立了典范。

“中國工程師改造了新火箭敏感的內部部件和整流罩，使長征七號具備了防風雨的特性。”戴維斯在一篇博客中寫道。鑒于海南發射場氣候潮濕，常有大風，長征七號從頭到腳的排氣孔都采取了專門的防水措施，并配有防風減載裝置，可在中雨條件下發射，在8級大風中垂直轉運。

有比較才有鑒別。長征七號的指標與當前世界一流運載火箭相比究竟如何？

依據目前世界一流運載火箭的發展水平，近地軌道運載能力在50噸以上的是重型火箭，近地軌道運載能力在15～50噸的屬于大型火箭，運載能力在2～15噸的稱為中型火箭，在2噸以下的叫小型火箭。長征七號火箭屬于中型運載火箭。

2010年6月，攜帶飛船模型的美國“獵鷹9號”火箭首射成功。當時尚屬中型火箭的“獵鷹9號”，其地球同步轉移軌道的運力只有4噸多。但通過近些年的多次改進，“獵鷹9號”已升級為大型火箭。

俄羅斯的“聯盟”系列中型火箭種類較多，可分別發射載人飛船和貨運飛船，或與他國合作發射衛星。與其相比，長征七號的近地軌道運載能力有過之而無不及。

美國的“安塔瑞斯”火箭、印度的極軌衛星運載火箭和地球同步軌道運載火箭也屬中型火箭，但推力較小。其中“安塔瑞斯”用于發射“天鵝座”貨運飛船，2014年該火箭升空后爆炸，目前擬改用新的發動機。印度的上述2種火箭只能發射質量較小的衛星。

長征七號的近地軌道運載能力為13.5噸，太陽同步軌道運載能力是4.5噸，地球同步轉移軌道運力達7噸。它將主要用于發射“天舟”貨運飛船，為中國未來的空間站運送補給，也可承擔國內外主流衛星發射任務。

例如，它能將13.5噸的有效載荷送入近地軌道，這在國外同類火箭中具有先進水平。其發射可靠性達到98%，屬于國際先進水平。其發動機還采用了世界最先進的高壓補燃循環系統。

未來，長征七號還需通過多次發射來全面驗證火箭設計的正確性和各項性能指標，從而使火箭逐漸定型。預計到2021年這一火箭的各項技術趨于成熟穩定時，長征七號將逐步替代現有的長征二號、三號、四號系列，承擔中國80%左右的航天發射任務。

龐之浩指出，綜合分析世界各種現役中型運載火箭的運載能力、所采用的發動機技術、每次發射的成本、火箭的可靠性、對各種發射場的適應能力等多種因素，長征七號的性能僅次于已升級為大型運載火箭的“獵鷹9號”，達到了國際先進水平。