長征-11:小火箭、大用途

（北京宇航系統工程研究所）

長征-11:小火箭、大用途

Introduction of CZ-11 Solid Launch Vehicle

金鑫 魏凱 周非 宋永生（北京宇航系統工程研究所）

2016年11月10日7：42，長征-11 Y2固體運載火箭在中國酒泉衛星發射中心發射成功，這是繼2015年9月25日長征-11火箭首飛成功后正式執行應用發射。此次發射以“一箭五星”的形式成功將首顆“脈沖星試驗衛星”、2顆30千克級皮納-2衛星、1顆3千克級麗水-1試驗衛星和1顆10千克級瀟湘-1試驗衛星高精度送入太空。目前，5顆衛星運行狀態良好，正按計劃開展相關的空間試驗和衛星應用。

長征-11是我國“長征”系列火箭家族第一型固體運載火箭，也是目前我國新一代運載火箭中唯一一型固體型號。相比液體運載火箭，長征-11固體運載火箭雖然在火箭規模和運載能力上存在差距，但是固體火箭的特點決定了其獨特的用途，已成為我國航天運輸領域和商業航天發展的生力軍。

快速響應能力突出

長征-11首次實現了我國運載火箭的全箭整體儲存、星箭快速對接、高效快速發射，發射場具備全天候數小時內完成發射的能力，可有效應對自然災害、突發事件等的應急發射需求，是我國運載火箭中名副其實的“快響先鋒”。這次發射的長征-11 Y2通過自動化測試及判讀、測發流程優化等技術攻關，已將我國運載火箭發射場有效工作天數縮短至個位。后續隨著可靠性子樣的積累、發射流程的進一步驗證，完全具備應急條件下數小時內完成發射的實力。

運載能力實用便捷

多年來，小型衛星的發展受到運載火箭的制約，大都只能采用搭載大型火箭發射，軌道、發射時機受到約束，協調難度大。嚴重制約了小衛星的規模發展與應用，也使得小衛星大部分處于試驗階段。而長征-11的應運而生，其快速、實用、便捷、可靠的特點使小型衛星大規模應用成為可能，小衛星的發射方式由傳統的搭載開始向個性化、定制化、眾籌化方向轉變。長征-11全長20.8m，箭體直徑2.0m，質量58t，起飛推力120t，700km太陽同步軌道運載能力達400kg，低軌運載能力可達700kg，運載能力系數比居于世界前列，實用的運載能力可滿足當前大部分小衛星的發射需求。

履約周期大幅縮短

基于市場競爭需要，小衛星對發射進度需求迫切，一旦明確任務，希望能夠在較短時間內完成發射任務，特別是近年來，基于科學實驗和應用試驗的衛星越來越多，這些衛星體量不大，但使命重大，是關鍵基礎理論研究和未來空間驗證的先行者，對發射進度需求迫切，長征-11 Y2發射的“脈沖星試驗衛星”正是如此。以往，衛星發射從任務明確開始，經歷星箭接口控制文件（ICD）協調、接口設計、研制試驗等環節，往往需要1年以上的時間才能發射。長征-11通過靈活通用、快速集成的星箭接口設計，長征-11 Y2任務將我國運載火箭小衛星發射任務履約周期縮短至180天，微納衛星發射任務履約周期縮短至90天。后續隨著星箭接口的進一步規范，履約周期必將大幅壓縮。

多星發射能力再提升

隨著微電子技術的迅猛發展，小衛星市場發展勢頭迅猛，發射需求不斷增多。近5年年均發射衛星數量比此前5年增長36%，增長主要來自近地軌道的10kg以下質量的微小衛星。要滿足日益增長的小衛星發射需求，多星發射將是未來的有效途徑。長征-11首飛搭載了2顆立方體衛星，長征-11 Y2除了主星外，搭載了2顆30千克級皮納衛星和2顆立方體衛星，多星發射能力再提升。長征-11可提供國際通用小衛星標準接口，包括包帶、點式連接、立方星釋放機構、輕型包帶等；提供幾十路不同類型的衛星解鎖釋放信號，供電能力覆蓋毫秒至數十秒、毫安小電流至安培級大電流，滿足火工品解鎖、電磁驅動解鎖、熱刀熔斷式解鎖、記憶合金式解鎖等常用解鎖機構的需求。

密集發射能力突出

當前，商業小衛星市場風起云涌，未來10年，國際上或將有2600多顆小衛星升空，我國也將有1000顆以上小衛星的發射需求。在強勁需求牽引下，長征-11將發揮“集成化、產品化、模塊化”先天優勢，實現批量生產和“流水線式”總裝測試，形成“需求多→產量大→成本低→需求旺”的良性循環，可為國內外小衛星提供專車、順風車、拼車等多樣化的發射服務。同時，長征-11是國內唯一一型冷發射式運載火箭，它不同于液體火箭的塔架發射，不需要功能復雜的發射塔架和推進劑加注；也不同于其他固體火箭的熱發射，不需要倒流槽或倒流設備，它采用移動測試發射平臺獨立完成星箭自主轉運、衛星環境自主保障和快速測試發射，對發射場依賴程度極低，可實現多發連續高密度發射。按照我國現有液體火箭發射周期和發射塔架維護周期測算，每個塔架滿負荷運轉每年最多能夠提供12次發射機會，發射機會受限，而長征-11的無依托發射和密集發射能力將為商業航天高密度發射提供可能。

探索形成規范的商業搭載發射模式

長征-11 Y2搭載的瀟湘-1及麗水-1試驗衛星分別由長沙天儀空間科技研究院有限公司與浙江利騅電子科技有限公司研制，兩者均為全民營資本公司，于2015年響應國家軍民融合發展、民營資本參與航天建設的鼓勵而建立。此次發射完全按照市場化模式開展我國全民營資本衛星公司小衛星搭載發射服務，探索形成了一套規范的商業搭載服務模式、管理模式及合作模式，也積累了許多寶貴的經驗，必將有效促進我國小衛星的規模化應用和發展，有力推動我國商業航天事業的發展。通過周到細致、高品質的服務，長征-11成熟、可靠、高質量獲得衛星用戶的一致認同，火箭的高精度入軌超出衛星用戶的預期，火箭平民化的發射價格得到衛星用戶的普遍認可，周到的發射場后勤服務解除衛星用戶的后顧之憂。長沙天儀空間科技研究院有限公司在衛星入軌后第一時間就接洽長征-11 Y3搭載事宜，讓我們再次感受到付出終有回報的欣慰。