捷龍三號運載火箭首飛成功 我國完成首次海上“熱發射”
今天(9日)14時35分,捷龍三號運載火箭在黃海海域成功發射,將14顆衞星準確送入預定軌道。此次是捷龍三號運載火箭首次飛行,首飛任務取得圓滿成功。

捷龍三號運載火箭由航天科技集團一院抓總研製,是一款面向衞星星座快速組網發射需求而打造的固體運載火箭,支持陸地及海上快速發射。
新型固體運載火箭 運載能力更強
捷龍三號作為一款新型固體運載火箭,具有運載能力強、整流罩空間大、發射方式多樣化等特點。我們一起來了解一下↓
捷龍三號運載火箭總長31.8米,箭體最大直徑2.65米,起飛質量140噸,500公里軌道運載能力達到1.5噸,是面向未來衞星星座快速組網發射需求而打造的一型“高性價比、高可靠,快履約、快發射”的固體運載火箭。

*航天科技集團一院捷龍三號運載火箭總指揮 金鑫:*比如説長征十一號,500公里太陽同步軌道500公斤,捷龍三號的運載能力是500公里太陽同步軌道1.5噸,是長十一的三倍。還有就是3.35米整流罩,給衞星提供了非常寬裕的空間。
整流罩,就是位於火箭頂部包裹衞星的部件,整流罩越大,留給衞星的空間就越充裕,捷龍三號火箭箭體直徑只有2米多,然而整流罩的直徑卻達到了3.35米,這也是我國運載火箭第一次採用這種“頭大脖子細”的設計。然而,設計上的創新,也帶來了更多新的難題。

*航天科技集團一院捷龍三號運載火箭總指揮 金鑫:*大家想象大頭細脖子,這肯定對火箭的控制帶來難度。在飛行當中還帶來複雜的噪聲環境,以及噪聲帶來的震動環境。

*航天科技集團一院捷龍三號火箭控制系統軟件主管設計師 孫晨光:*在設計過程中,我們把整個火箭的飛行過程進行了仿真,找到火箭的控制難點,降低控制難度,使火箭更加容易控制,克服了火箭外形不規則,大頭罩細脖子的難題。
捷龍三號作為一款針對商業航天市場研製的運載火箭,具備“一箭20星”的發射能力,能為國內外商業衞星提供星座組網、補網、載荷驗證等發射服務。
首飛為何選擇在海上?
我國以往所有的運載火箭,首次飛行任務都是在陸地上進行的,那麼捷龍三號火箭的首飛為何要選擇在海上進行呢?
相比於採用液體燃料作為推進劑的火箭來説,捷龍三號由於採用的是固體燃料,燃料可以提前填充在火箭內,並長期儲存,使發射準備環節大大減少。這樣的特性,使得捷龍三號具備了適應海上發射的先天優勢。
此外,像長征五號、長征七號這類液體燃料火箭,都是分段運輸至發射場之後,再進行組裝。而固體運載火箭是一個整體,不能分段運輸。捷龍三號作為我國目前最大最重的固體運載火箭,長途運輸也就成了一個難題。

*航天科技集團一院捷龍三號運載火箭總指揮 金鑫:*整個火箭全長31米,規模是140噸。這樣大的火箭,如果到其他陸地發射場運去發射,陸地運輸無論是用公路還是鐵路,難度還是比較大的。
由於捷龍三號的研製生產地就在山東海陽港附近,火箭出廠幾公里就能到達海邊,相比於陸上長途運輸,“就近”選擇海上發射也更方便、更高效。

*航天科技集團一院捷龍三號運載火箭總指揮 金鑫:*其他火箭(首飛)都是陸地發射,應該説從發射本身的難度會小一點,而海上熱發射難度會大一點。所以作為一型火箭,首先關鍵技術得突破,而有了關鍵技術突破,後面就可以通過生產製造發射一體化,提高發射效率。
捷龍三號作為一款面向商業航天的運載火箭,海上發射還能帶來經濟性。在海上可以自由選擇發射位置,就能針對不同軌道的衞星,選擇最合適的點位進行發射,可以有效節省燃料,降低發射成本。

*航天科技集團一院捷龍三號運載火箭總體副總設計師 劉偉:*因為我們首飛執行的是太陽同步軌道任務,就希望儘可能地把發射點往東佈置,可以相對來説發揮比較大的運載能力。
我國完成首次海上“熱發射”
在本次任務中,捷龍三號火箭首次完成了我國火箭海上熱發射,實現了從海上冷發射到海上熱發射的跨越。
此前,我國已進行了四次海上發射,均是由長征十一號火箭完成的。而長征十一號的發射方式被稱為“冷發射”。

*航天科技集團一院捷龍三號火箭地面發射支持系統副總師 歐陽松:*我們在以前型號上執行的是海上冷發射技術。冷發射技術的動力源,來自地面的彈射動力裝置,它把火箭彈射出筒以後,火箭在空中點火實施飛行。
而此次捷龍三號的海上發射,則是在發射平台上直接點火起飛,這種發射方式就被稱為“熱發射”,是一種非常成熟的地面發射模式。但是這次把發射地點換到了海上,想要完成“熱發射”就需要解決許多新的難題。

*航天科技集團一院捷龍三號火箭地面發射支持系統副總師 歐陽松:*傳統熱發射在陸地上,它是個比較平穩的平台。地面是平的,在海浪環境下船是搖晃的,火箭在起飛前會處於不穩定的狀態,會出現滑倒、橫移甚至傾翻這種事故,所以海上發射要重點解決這個問題。
歐陽松介紹,為了實現海上熱發射,捷龍三號的設計師們攻克了火箭穩定性、起飛安全性、燃氣流導出和熱防護設計等技術難題,同時還採取一體化測髮指揮系統,可實現筆記本電腦一鍵式發射。在確保發射安全性前提下,有效簡化了發射流程,為我國未來更多樣的海上發射奠定了堅實的技術基礎。

*航天科技集團一院捷龍三號火箭地面發射支持系統副總師 歐陽松:*這種方式對於我們來説也是一種全新的嘗試。它的原理、理論,包括模型,為以後更好地開展海上熱發射技術的產品的正向設計提供很好的保證。
生產發射一體化 海上發射流程大幅優化
本次捷龍三號火箭的成功發射,還進一步驗證了火箭從生產到海上發射的一體化流程。有效減少了火箭生產製造與發射之間的複雜運輸環節,縮短髮射鏈條,大幅提高發射效率。
據介紹,捷龍三號火箭的總裝測試基地位於山東海陽港,火箭完成總裝測試後,採取批量生產貯存模式。在執行發射任務時,火箭整體轉運至海陽港的發射船,運輸距離不超過6公里,運輸用時不超過2小時;隨後火箭在隨船抵達目標海域後,就可進入發射流程。
*航天科技集團一院捷龍三號運載火箭總指揮 金鑫:*整個過程我們現在測算不超過一週,而且這種模式更大的好處在於能實現高頻次,因為這一發打完過後,船回來可以接第二發的火箭,這樣預計未來可以實現一週一次的發射能力。

金鑫介紹,火箭批量化生產也在加速推進,山東海陽總裝測試廠房2023年底將達到年產20發火箭的生產能力。隨着我國海上發射需求不斷增加,更加專業的海上發射船也正在設計之中,未來將實現一次出海多次發射;同時,海上固定發射平台也開始了論證,未來將持續降低海上發射對火箭的要求,大幅提高海上發射的經濟性和靈活性。
*航天科技集團一院捷龍三號運載火箭總指揮 金鑫:*我們還在規劃,例如説液體火箭能不能夠搞海上發射,應該説從論證看也具備能力,到那時候就實現了從固體到液體的跨越,讓海上發射更好地給各種火箭提供服務。
進一步完善固體運載火箭型譜
捷龍三號火箭首飛成功,也進一步完善了我國固體運載火箭型譜,運載能力梯度更加合理,能夠為各類型衞星提供更加安全、靈活、經濟、高效的發射服務。
捷龍三號火箭首飛成功,使得我國固體運載火箭形成了系列化、譜系化發展,通過捷龍一號、長征十一號以及捷龍三號等多型火箭,形成了低軌道運載能力從200公斤到1.5噸覆蓋,能夠適應各類衞星,從一箭一星到一箭二十星的發射需求,發射方式也更加多樣。

*航天科技集團一院捷龍三號運載火箭總指揮 金鑫:*捷龍三號火箭是面向未來的低軌的發射服務市場,採取了技術經濟一體化,高性價比、高可靠、快履約、快發射,滿足未來商業發射市場的需求。這裏面不僅是商業,後邊國家任務都可以去滿足。
金鑫介紹,後續研製團隊將持續開展捷龍三號火箭的優化升級工作,提升火箭運載能力以及發射適應性。此外,具有更大推力的捷龍四號運載火箭也正在論證中,500公里軌道運載能力將達2.5噸。

*航天科技集團一院捷龍三號運載火箭總指揮 金鑫:*捷龍四號研製完過後,整個運載能力相當於從200公斤一直到2.5噸,運載能力梯度更加合理,給衞星的用户有更多的選擇,就猶如汽車運輸公司一樣,可以選小轎車,也可以商務車,也可以選擇大車,道理是一樣的,都是為了滿足客户的需求。