3 月 29 日，我国新一代运载火箭长征六号改成功首飞，有哪些信息值得关注？ 第1页

530吨起飞重量，4吨700km SSO运力，豪华（指重量）载具配送，VIP客户专享体验

四枚固体助推，燃烧时间114.5秒，全程动力澎湃，推背感拉满

二级使用国内初代补燃机YF-115，传统技艺打造，分量十足，情怀满满

阿丽亚娜6同款大饼储箱，跟进文艺复兴发源地设计，改进空间巨大

……

哼哼哼……啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊~（哭腔）

谢邀，作为火箭研制方，我们来回答一下~

3月29日，在太原卫星发射中首次使用的发射工位上，长征系列运载火箭的新成员“长征六号改”点火起飞。一箭双星圆满成功，我国首型固液捆绑运载火箭首飞告捷。

2015年，长征六号火箭实现了新一代长征火箭的首飞，7年时间，“新一代”谱系日益丰富。与之前的火箭相比，长六改有明显的继承性，也有鲜明的创新性。

首飞告捷的长六改有什么不一样？下面我们来详细说说。

一、“混动”火箭，强在哪儿？

动力系统无疑是刚刚首飞成功的长征六号改运载火箭最大看点。

我们来看看长六改的动力配置。

芯级与新一代长征火箭大多数型号并无太大区别：在直径均为3.35米的两段芯级内，装有三台液体发动机。其中，芯一级采用的是两台120吨推力的液氧/煤油发动机，芯二级采用的是一台推力18吨的液氧/煤油发动机。两型液氧/煤油发动机由我国传统液体发动机“大户”航天科技集团六院研制提供。

区别在助推器上——长六改的液体芯级捆绑了四枚固体助推器。“液体芯级+固体助推”的组合虽然在国外航天领域并不鲜见，在中国航天领域还是首次出现。四枚助推器共安装了四台120吨推力固体发动机，采用2m/2分段式结构，由航天科技四院研制提供，本次任务是其首次上天飞行，首次实现型号工程化应用。

这型捆绑了四个助推器的两级半构型火箭，成为我国首型固体捆绑式运载火箭。长六改起飞推力可达7230千牛，其中四个固体助推器为全箭提供了近70%的推力。刚面世的长六改，给我国中型运载火箭领域带来了更多的想象。

长征六号改运载火箭为什么要选择固体推力？

一方面，固体和液体动力的结合，可发挥二者的综合优势。固体发动机结构简单、可靠性高，发射前无需加注推进剂、使用维护简单，易实现大推力，可长时间储存。采用固体助推器与液体芯级发动机组合的方式，可以充分发挥固体动力大推力和液体动力长时间、高比冲的技术优点，从而实现运载火箭动力系统技术性与经济性的完美结合。

另一方面，我国固体动力技术的发展，给了运载火箭更多选择空间。事实上，国外大型运载火箭早已把固体动力作为主要动力之一，而我国在此领域与国际先进水平有一定差距。四院作为我国固体动力的先驱，坚持整体式发动机和分段式发动机两条线走路，前者早已经在长征十一号运载火箭上成功应用，后者则计划用于中型运载上。

这点早在6年前就露出端倪，媒体报道：2016年4月，国内首台直径2米2分段全尺寸工程样机地面热试车获得圆满成功，将应用于我国新一代中型运载火箭的固体助推器。如今，这型发动机终于通过长征六号改运载火箭实现了首秀。借助固体发动机的优势，长六改火箭箭上管路系统减少55%，可实现固体助推器在发射场直接安装，并实现捆绑火箭14天快速发射。

长六改固体发动机总设计师王健儒曾说，“固体发动机要达到更大推力，必须掌握分段式发动机技术才行。”目前，2米3分段、3米2分段、3.2米3分段发动机均已经试车成功，或许未来，我国运载火箭领域会出现更多可能。

二、“驯服”动力，用什么招？

固体和液体两种动力特性不同，必然存在龃龉，在使用过程中如何驯服它们，使之在一棵大树上兄弟齐心？这是关乎长六改成败的关键。

驯服两种发动机，不仅仅是动力系统的任务，从总体到控制再到多个分系统，均要为这一难题绞尽脑汁。

来看看长六改的点火流程。与常规的运载火箭不同，长六改发射时芯一级发动机先点火，四个固体发动机助推器再点火。为何要“一先一后”处理？根源在于发动机特性。固体发动机虽然工作可靠、使用维护简单，但开弓便无回头路，一旦点火，将无法实施紧急关机；相反，火箭芯级采用的液体发动机，则可以通过关闭阀门等形式紧急关机。

在一先一后点火间隙，留出了0.3秒的宝贵时间，这0.3秒要做一件事：完成芯一级动力系统的“健康诊断”。

设计师介绍，在芯级液体发动机点火后的2.5秒，健康诊断系统进入发动机诊断窗口。2.5秒至2.8秒，短短的0.3秒内，这位“健康管家”需要在前期收集的大量数据基础上，对发动机的健康状况进行诊断：若监测到发动机存在问题，要在须臾间完成故障发动机自动紧急关机，确保固体助推器不再执行点火程序；在确保芯级液体发动机健康无虞的前提下，固体助推器才执行点火程序。

电光火石之间，成败即见分晓，暗流涌动之下，是冰冷器械与人类智慧展开的一场关于“驯服”的较量，这是航天事业的风险，也是其魅力所在。

“健康管家”同样做足了功课。长六改火箭配置了三套相同的健康诊断系统，对芯级液体发动机状态进行同时诊断，如果有两套及以上系统诊断同时判断故障存在，才会被认为是发动机故障。

据设计师介绍，目前国内尚无在火箭发射中应用发动机健康诊断系统的先例，此次发射任务的成功进一步验证了健康诊断系统方案设计的正确性以及工程应用的可靠性。

“固体发动机推力大，但本身存在推力全程不稳定的问题，不像液体发动机可以持续输出一条平稳的直线。”控制系统副主任设计师胡存明介绍道，“而且捆绑在火箭四个方位的固体助推器，点火后也做不到完全‘步调一致’，有的是急性子，有的稍微慢一点，这会对火箭产生一定的翻转力矩。”

为此，控制系统研制团队对各类极限条件进行了全面的仿真与评估，将“液氧煤油发动机+液压伺服机构”与“固体发动机+电动伺服机构”这种跨界混搭组合牢牢“拿捏”，确保火箭的平稳飞行。

还有一个难题。受固体火箭发动机热流影响，芯一级发动机底部过“热”，芯一级发动机喷管热工作环境严酷。为此，液体发动机方面对芯一级发动机在飞行过程中的结构热适应性进行了专题仿真分析和复核复算，并利用试片完成火箭分离喷流试验考核，结果表明，芯一级发动机可以适应该热环境条件。

三、无人值守，如何做到？

距离起飞还有4小时，发射塔架上已无人影。而在距塔架几公里的测控发射大厅里却是一派繁忙景象——试验队员正在有序推进火箭发射前的各项加注以及测试工作。

无人值守，这是长征六号改运载火箭带来的改观。与以往运载火箭发射不同，长六改发射前，工作人员会撤离发射塔架，所有工作都会在测控发射大厅对火箭进行远程控制。

长征改无人值守技术实现了我国在运载领域的三个“首次”：首次采用自动对接加注技术，可实现远程全流程推进剂自动加注；首次采用零秒脱落技术，火箭箭地连接器在起飞瞬间自动脱落；首次实现推进剂加注开始后，发射场前端无人员值守，有效保障了火箭发射任务的安全性。

人都撤走了，以前由“人”干的活，交给谁？答案是“机器”。

加泄连接器是火箭在加注/泄出推进剂时，箭上系统与地面支持系统的连接设备。在常规的火箭发射流程中，加泄连接器一般人工对接、自动脱落。在长六改这里，则变了个样。芯一级的加泄连接器被升级为“智能机械臂”，可完成自动对接，“一臂之力”实现了我国运载火箭的首次智能化对接加注。

长六改的二级加泄连接器、卫星整流罩空调送风连接器均可“零秒脱落”，也就是在火箭起飞的瞬间脱落。长六改副总设计师张亮介绍,通过“结构简单、高可靠性的连接技术+多重冗余保障的分离方案+强制收回与捕获系统”配合，确保了零秒脱落的万无一失，为射前4小时全体工作人员从发射塔架撤离提供了保障。

“‘无人值守’让长六改火箭实现了射前4小时全体工作人员从发射塔架撤离，相比常规的运载火箭发射流程提前了近3.5小时。”长六改火箭总指挥洪刚说。

他总结道，团队全面梳理电气、动力及箭地操作各方面的射前工作流程，提出了配合流程优化的一级加注连接器自动对接和脱落、二级加注连接器和整流罩空调送风连接器起飞零秒脱落、取消二级供气连接器等多项创新技术，最终实现了长六改火箭的“无人值守”。

四、新箭工艺，怎么创新

火箭是制造工艺的集大成者，新型火箭往往充当试金石。在长征六号改运载火箭上，从头到脚，也有不少工艺创新之处。

随着长六改首飞成功，世界首个3.35米充液拉深超大超薄整体成形贮箱箱底也证明其可靠性。“超大+超薄”是它的特性，一张直径4.2米、厚度10毫米的铝合金板通过充液拉深贮箱整体箱底成形技术生产制造后，箱底原本长达10米的焊缝消失得无影无踪，并兼具强度、韧度。

传统火箭贮箱箱底是由一块块铝合金板材拼装、焊接而成，为了能让其拥有更强的“铁骨”、更轻的“体重”，工匠们通过“以柔克刚”的充液拉深成形技术、“‘蛋壳’上雕花”的镜像铣削技术、“专业防护”的快速防腐技术，提高了贮箱结构可靠性，制造效率提升了60%以上。

未来，该技术将全面应用于八院149厂生产的各种规格的贮箱箱底生产制造中，它们将伴随着火箭的起飞遨游在浩瀚宇宙。

长六改整流罩是国内最大尺寸的4.2米全透波复合材料整流罩，应用了水平合罩的总装技术、线性分离的解锁方式，使得整流罩的透波性、解锁可靠性得到了显著提高。

据介绍，长六改整流罩的全方向透波率达到了90%，无需再为每一颗卫星定制“专属”的透波口，简化了生产流程，让整流罩减重30%左右。同时，复合材料的低热导率让整流罩在低温的环境下不再使用传统火箭所需的保温层为其保暖。

星箭成功分离验证了4.2米线性解锁全复合材料卫星整流罩的型号产品设计、工艺的可行性，体现了全复合材料整流罩具有重量轻、全透波的优势。后续，八院将继续推进运载领域火箭整流罩产品复合材料替代化研制进程，实现3.35米、3.8米、4.2米的整流罩产品统型化应用。

来源：《中国航天报》

记者：赵聪

简单的说几句吧。这是令人惊喜的成果，我国运载火箭也终于上大型固体助推器了（虽然还是比不上阿里亚娜5和航天飞机等的，但比宇宙神、德尔塔、火神的大）。

要对于垂直发射的航天运载器而言，起飞时推力的重要性远大于效率，等飞出大气层后才更注重比冲。所以推力大比冲低的固体燃料火箭特别适合作为助推器动力。而比冲和推力相对适中的煤油或者甲烷发动机则适合作为第一级或者核心级动力。比冲最高的氢氧火箭发动机则更适合上面级。剧毒可储推进剂例如肼类和四氧化二氮不适合航天运载器发射主动力，只适合航天器入轨后的轨道机动跟姿态控制。

另外这次感觉改进幅度之大完全可以叫长征16了，毕竟不但光杆上了四个固体助推器、核心级发动机从一台翻倍到二台，运力大幅提升。新型载人火箭也就是传说中的921或者长征5改则可以叫长征15了。这样合理也有利于科普宣传报道，避免出偏差混淆。

作者：冰结向日葵

千呼万唤始出来，长征六改终露面。

自从2015年9月20日“长征六号”首飞拉开了我国新一代运载火箭登台的大幕，时间已经过去了六年半。在这期间，我们见到了“长征五号”、“长征六号”、“长征七号”、“长征八号”四款运载火箭的首飞。

然而，“长征五号”有“长征五号B”的改型，“长征七号”有“长征七号甲”的改型，“长征八号”有去助推器的一个改型。那么问题就来了：“长征六号”的改型在哪里？

答案今天终于出现——“长征六号改”首飞成功。

与“长征六号”大不相同的“长征六号改”

虽然是“长征六号”的改型，不过，与其他火箭与改型之间的差异相比，“长征六号”和“长征六号改”的差距确实有些大，并不是增减几个助推器、优化一下软硬件这样的变化。

具体都有哪些变化呢？让我们一起来“找不同”。

上图中的右侧是“长征六号”，它全长29米，芯一级直径3.35米，装备有一个120吨推力的YF-100液氧煤油火箭发动机，二级直径2.25米，装备有一个18吨推力的YF-115液氧煤油火箭发动机，整流罩直径2.6米或2.9米。

而上图中的左侧是“长征六号改”，它全长50米，芯一级直径3.35米，装备有两个120吨推力的YF-100液氧煤油火箭发动机，二级直径3.35米，装备有一个18吨推力的YF-115液氧煤油火箭发动机，整流罩直径4.2米或5.2米。

除此之外，为了增大起飞推力，“长征六号改”还搭配有4枚120吨推力的二段式固体火箭发动机。自此，“长征六号改”的起飞质量一跃至530吨，起飞推力也增长至4*120+2*120=720吨，与“长征七号”系列运载火箭的起飞推力6*120=720吨相当。在强大动力的加持下，其700 km SSO（太阳同步轨道）运载能力将达到4.5吨，与2020年底首飞成功的“长征八号”700 km SSO 4.5吨的运力相持平。

“长征六号改”不仅不是重复建设，还代表着运载火箭设计的不同思路和发展方式

说到这里，你一定会感到疑惑，“长征六号改”与“长征八号”这两款火箭的运力完全一致，既然已经有了“长征八号”，为什么还需要“长征六号改”？这是不是一种重复建设？

对于这个问题，笔者认为，这看似“重复建设”的背后，其实蕴含着运载火箭设计的不同思路和发展方式。

“长征八号”运载火箭的起飞质量为356吨，其达成700 km SSO 4.5吨的运力条件主要基于二级的氢/氧燃料组合体系，这种体系下的燃料比冲（即单位质量燃料所产生的速度增量）较高，因此能够利用较少的燃料实现较大的运力。同时值得指出的是，“长征八号”由中国运载火箭技术研究院（以下简称“航天一院”）研制，所使用的二级直接继承自“长征三号甲”系列运载火箭的三级，而“长征三号甲”系列运载火箭，也是航天一院研制的，属于成熟产品。

这是“长征八号”运载火箭的设计思路——利用成熟的氢氧燃料上面级，实现运载能力的增长。

而“长征六号改”运载火箭的思路则截然不同。“长征六号”系列是上海航天技术研究院（以下简称“航天八院”）的产品，而航天八院此前研制的运载火箭为“长征四号”系列，其与“长征三号甲”系列拥有近似的一二级，但第三级完全不同——“长征四号”采用的是偏二甲肼-四氧化二氮燃料体系，也就是说，对于氢氧燃料体系的应用，航天八院并没有非常雄厚的技术基础。

那么就需要另辟蹊径，通过增大火箭二级的点火时间来实现运力增长。点火时间延长，燃料烧得更多，储箱也要增大。由此，“长征六号”的2.25米直径二级已不能满足需要，就扩容至3.35米；为了能够运载更大的二级，火箭的一级又需要更大的推力和更大的容量；由此又增加了一台发动机，火箭全长也由此增长。

但是，光靠两台推力120吨发动机也是没法让一级起飞的，因此需要再加助推器。然而如果参考“长征八号”的方案，捆绑若干个2.25米液氧煤油燃料助推器，那么这样的“长征六号甲”是完全无法与“长征八号”竞争的，因为“长征八号”的起飞质量已经很低，结构也比较简单。

因此只能选用推力大、质量轻、结构简单的助推器。

于是我国第一枚应用固体燃料火箭助推器的运载火箭，“长征六号改”就这样诞生了。应用了高能、高密度的固体燃料的助推器能够用较少的燃料产生强大的推力，固体火箭发动机更为简单的结构让“长征六号改”的系统复杂度也由此降低。

纵观世界上的各种运载火箭，固体火箭发动机作为助推器的案例非常多——美国 “阿特拉斯”号运载火箭、航天飞机发射系统和即将用于“阿尔忒弥斯计划”的“太空发射系统”，欧空局的“阿丽亚娜”系列运载火箭，日本的“H-2”、“H-3”运载火箭系列都使用了固体火箭发动机作为助推器。

为什么固体燃料作为助推器的使用如此广泛？

原因就在于，固体燃料生产完毕之后直接封装在火箭发动机内部，可以长期保存，快速部署，而液体燃料必须要在发射前完成加注；固体燃料助推器产生强大的推力能够让运载火箭快速突破大气层，最大程度减少空气的阻力，增加火箭的运载能力。

不仅是火箭本体的设计思路不同，发射场本身也非常重要。我们有了火箭，没有发射场系统，那就是有弹无枪，不能发射。

发射场系统不仅仅是我们看得到的发射塔架和总装大楼，也包括了运载火箭推进剂的运输、贮存系统。“长征六号改”运载火箭需要的火箭推进剂为液氧、煤油和固体燃料。固体燃料可以长期存放，而液氧和煤油的生产和配套设施要比液氢生产设施简单，运维成本更低，而且产量也远大于液氢。

因此从发射场条件来看，“长征六号改”配套的设施相比于“长征八号”而言，也更容易建立。

此前，“长征六号”运载火箭在太原卫星发射中心已经完成了多次发射任务，液氧-煤油推进剂配套设施体系已然完备，而应对“长征六号改”任务，仅仅需要新增一个固体燃料存放场地和新的发射工位，因此新建场地的成本更低，技术更简单。太原卫星发射中心作为老牌太阳同步轨道发射场，将随着“长征六号改”的加入，在未来肩负起更多的发射任务，焕发出新的生机，进一步拓展新的可能。

而“长征八号”目前使用的仍然是文昌航天发射场“长征七号”的发射工位，如果未来要实现较高密度的发射，就需要像“长征六号”系列一样，往内陆拓展。而能够提供液氢-液氧燃料体系的发射场仅有西昌卫星发射中心，但西昌目前还缺乏煤油的燃料的生产配套设施，因此“长征八号”前往内陆发射场，肩负起较高密度的发射任务，仍然尚需时日。

我们可以看到，“长征六号改”的首飞，为我国新一代运载火箭的发展增添了新的动力，指出了新的方向。而北京、上海两地航天部门的良性竞争也将为我们展现一个新的未来，让我们一起期待更多的好消息！

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加油。

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