一箭十四星!捷龍三號火箭首飛成功 克服「海上熱發射」世界難題

撰文:孫聖然
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周五(9日),捷龍三號固體運載火箭(簡稱「捷龍三號」)在山東海陽附近的黃海海域發射升空,以「一箭十四星」方式成功將14顆衛星送入預定軌道。
值得注意的是,今次發射任務是捷龍三號運載火箭首次飛行,亦是中國首次海上實施運載火箭熱發射。

捷龍三號是中國迄今為止起飛量級最重、運載能力最大、發射場適應能力最強的固體運載火箭。(澎湃新聞)

今次發射任務搭載的14個衛星分別是吉林一號高分03D47-50星、豐台少年二號衛星、東坡08-10星、吉林一號平台01A01星、天啟星座07星、交通五號衛星(和德二號H星)、金紫荊一號05/06星、火炬一號01星。

據了解,捷龍三號由中國航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術研究院抓總研製,由中國長征火箭有限公司投資組織實施。

捷龍三號採用四級固體發動機串聯佈局,總長約31米,箭體最大直徑2.65米,最小直徑2米,總質量約140噸。火箭的一級發動機由航天科技集團四院研製,裝藥量達71噸,推力達到200噸。該型發動機也是目前中國裝藥量最多、推力最大的高性能纖維纏繞複合材料殼體整體式固體發動機。捷龍三號亦是中國迄今為止起飛量級最重、運載能力最大、發射場適應能力最強的固體運載火箭。

捷龍三號總長約31米,箭體最大直徑2.65米,最小直徑2米,總質量約140噸。(澎湃新聞)

而捷龍三號的成功發射還實現了中國運載火箭從海上冷發射到海上熱發射的跨越,填補了國內技術空白。專家介紹指,冷熱發射的區別在於點火的一瞬間。冷發射是利用彈射器把火箭彈射到空中再點火,它的優點是盡最大可能保護發射平台,但發射能力有限;熱發射則是發動機點火後直接將火箭推出發射架。由於箭體規模增大,捷龍三號火箭創新性地採用了框式導向海上熱發射方案,攻克了待發穩定性、離架安全性、燃氣流排導和熱防護設計等技術難題,在確保發射安全性前提下,有效縮短髮射流程、降低發射成本。

另外,火箭院捷龍三號火箭型號地面總體副主任設計師王暉介紹稱,「海上熱發射是世界級難題,放眼國際航天,成功案例少之又少」,相較於冷發射,採用熱發射的火箭起飛速度較慢,發射可控性、安全性受到海況影響更大。實現火箭穩定的垂直待發和可控的安全飛行是首要難題。

據了解,由於面臨複雜海況,火箭在起豎過程中容易出現偏載、在垂直待發階段可能出現傾覆、在飛行初期會出現姿態不易控制等情況。為此,研製團隊花費半年時間參考國外海上發射技術,論證了多個總體技術方案,進行大量仿真計算。最終完成了中國固體運載火箭從冷發射到熱發射的跨越。