探访长征八号甲运载火箭
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中央纪委国家监委网站 初英杰
点火，腾空，直探苍穹，首飞成功！
2025年2月11日17时30分，由中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院（以下简称“火箭院”）抓总研制的长征八号甲运载火箭（以下简称“长八甲火箭”），在中国文昌航天发射场点火起飞，顺利将卫星互联网低轨卫星送入预定轨道。
长八甲火箭是在长征八号运载火箭（简称“长八火箭”）的基础上，针对未来中低轨道巨型星座组网发射需求改进研制而成的。
“大脑袋”“粗脖子”，长八甲火箭不仅外貌特别，还身强力壮，700公里太阳同步轨道运载能力达到7吨级，可以满足未来主流轨道特别是中低轨道任务载荷的发射需求。它与长八火箭基本型、无助推器串联构型共同组成长八系列火箭，形成了太阳同步轨道3吨、5吨、7吨级的运载能力梯队，有力提升我国中低轨道卫星组网发射能力。
长八甲火箭转场。受访单位供图
3.35米直径通用氢氧末级国内首飞 运载能力更强 载“客”种类更多
顶着直径5.2米的“大脑袋”，长八甲火箭甫一亮相，便吸引众多目光。
与其兄弟长八火箭相比，长八甲火箭更加“壮实”。长八甲火箭沿用了长八火箭的芯一级和助推器，芯二级为我国新研制的3.35米直径通用氢氧末级，可选配5.2米、4.2米直径整流罩，本次使用的是5.2米直径整流罩，也就是那个醒目的“大脑袋”。
作为国内首次使用3.35米直径末级搭配5.2米直径整流罩构型的火箭，长八甲火箭这一全新组合运载能力更强，运载效率更高，任务适应性也更优。
“大脑袋”——更大尺寸的整流罩，可为所运载的卫星提供更大的乘坐空间，适应更多种类、更大体积的卫星，运载能力更强。
“粗脖子”——新研制的3.35米直径通用氢氧末级，可以携带更多液氢、液氧燃料。它还采用了新型泡沫夹层共底贮箱、闭式膨胀循环发动机、新型电控安溢阀等新技术、新产品、新工艺，不仅显著提升了运载能力，还提高了整体性能。
这次发射，是火箭院抓总研制的通用氢氧末级模块的首飞。为什么对氢氧末级这一模块进行通用化设计？
以液氢、液氧为燃料的火箭末级具有比冲高的特点，能使火箭以较少燃料获得较大推力。我国新一代中型运载火箭型谱规划中，未来中高轨运载火箭主要构型均采用氢氧末级。在通用氢氧末级出现之前，我国仅有直径为3米的氢氧末级，在箭体直径、动力系统优化等方面已不能满足新一代中型运载火箭发展需求。
火箭院专家刘立东介绍，在通用氢氧末级的研制过程中，火箭院采用了总体一体化设计技术，对电气、机械、气液、箭地等接口采用了通用型设计。优化了各系统功能，合并统一单机接口、优化生产流程、简化工艺状态，并采用了大直径氢氧共底贮箱以适应大规模批量化生产设计。
通用氢氧末级贮箱进行试验准备。受访单位供图
“以前的3米直径氢氧共底贮箱，基底结构为非完全密封的空腔，若出现推进剂紧急泄出情况，共底温度回升，会导致回吸的空气膨胀，共底结构将面临受到破坏的风险。”火箭院长八甲火箭总设计师宋征宇说。
长八甲火箭的大直径氢氧末级共底贮箱采用了全新的夹层泡沫复合材料结构，这是由火箭院自主研制的，不仅减轻了贮箱重量，还保证了结构强度和刚度。
通用氢氧末级这一设计，可满足我国对新一代中型火箭统一产品规格的需求，提高生产效率、进一步降低成本。其结构重量的减轻直接提高了火箭的运载效率，使其在执行中低轨道卫星发射任务时能携带更重的卫星或探测器进入预定轨道。
与长八火箭相比，长八甲火箭近地轨道运载能力提升2吨左右，相当于一辆小型货车的重量；700公里太阳同步轨道运载能力提升1.5吨左右，达7吨级，可以覆盖未来主流轨道任务载荷的发射需求。
作为成熟模块，3.35米直径通用氢氧末级还将供其他型号火箭选用，提升长征系列火箭运载能力。
通用氢氧末级共底材料示意图。受访单位供图
电静压伺服机构首次用于运载火箭 为火箭发射“加速” 响应更快更安全
作为运载火箭的重要组成部分，伺服机构相当于汽车的方向盘，起到推力矢量控制的重要作用。
运载火箭对伺服机构的要求极高，不仅要体积小、重量轻、响应快、可靠性高，还要适应高振动、高温等严苛的工作环境。
现有的运载火箭大多采用传统的液压方案，或采用简洁的电驱动方案，但前者设计复杂，后者可靠度偏低。而电静压技术充分结合两者的优点，不仅简洁易用，还能显著提高可靠度。但要想将这一技术应用于运载火箭，首先要解决小型化、轻质化和耐极端环境等技术难题。
长八甲火箭采用的双余度电静压伺服机构，是由火箭院所属北京精密机电控制设备研究所自主研制的。这是国际范围内首次在运载火箭上应用这一技术。
“与传统电液伺服机构相比，电静压伺服机构组件更少、配套简化，有利于满足大批量生产、验收、交付的需求，且易于实施多余度控制。”宋征宇介绍。
满足苛刻的火箭飞行控制要求，更安全可靠、更轻、更小，响应更快，使用更方便……此次长八甲火箭上应用的双余度电静压伺服机构突破了一系列技术难题，拥有多重优点。
长八甲火箭整流罩及芯二级。受访单位供图
具有控制新精度。首次集成新一代控制平台，其灵活性与并行处理优势提升了伺服控制的及时性、准确性，实现在多种工况下的“精准拿捏”。
释放澎湃新动力。采用一体同轴式高速伺服电机泵，将电机组件、液压泵组件嵌入液压机构内部，每分钟转速可达2万转以上，刷新现有行业纪录最高值，实现了“小、快、轻”。
实现集成新高度。单台机构集成1000余个零部件、2000余个电子元器件，上万句嵌入式程序代码，重量不足20公斤，机电液控高度融合，实现了“精、强、壮”。
它的应用，为运载火箭发射工作“一键加速”。
面对运载火箭高密度发射新形势，电静压伺服机构的优势更为突出。“双余度电静压伺服机构消除了电液伺服阀、液压泵变量和调压机构等制造中的瓶颈部组件，可以实现快速生产。”长八甲火箭伺服机构负责人兰天介绍，“而且，它可以全年全天连续不间歇工作，彻底解决了传统液压产品在地面工作时发热、一次工作时间不长的问题。”
让发射场现场操作人员印象深刻的，是它让人省时省力，“原来得两个人抬着走，现在一个人就可以抱走”，“原本安装需要1天时间，现在缩减为半天”。
兰天介绍：“在保证可靠性的同时，双余度电静压伺服机构的重量比传统电液伺服机构下降30%—40%，外观也更简洁，工作人员操作更方便、更快速。”
不仅如此，双余度电静压伺服机构能够实现自锁定，可以随箭运输、插电即用，在地面装箭后可随系统整箭测试，取消了装箭前的工作，进一步简化发射场测试流程，能从容应对多种火箭发射模式，为高密度发射助力。
多项首创技术提升综合性能 推动高密度发射 向全天候全时段发射迈进
长八甲火箭首飞成功，拉开了长八系列火箭高密度发射的序幕。
2025年，长八系列火箭计划执行10余次发射任务，其中长八甲火箭计划执行5至6次任务。
如此高密度发射，依靠的是多个“首创”“首次”等技术创新下综合性能的提升。
长八甲火箭拥有国内首创的大直径氢氧共底贮箱。它采用无底孔旋压技术，一体成型无焊缝，更轻薄、生产周期更短，而且在发射场可免操作维护，简化了发射流程，更适用于批量化快速发射。底部的新型泡沫夹层，厚度仅60多毫米，却能将液氢和液氧完全隔绝开来。这样，无需再安排人员进行抽真空和气体成分检测等工作，极大地节省了发射场的设备、人力和成本，提高了发射场操作的安全性和效率。
在国内运载火箭末级中首创应用闭式增压技术。传统开式增压技术会因推进剂浪费而影响运载能力，而在闭式增压技术下，液氢可按需供应使用，提高了利用率；新型电控安溢阀可在火箭飞行全过程中根据指令打开或关闭，提升了火箭的安全性和可靠性。闭式增压技术的应用，使火箭在低温环境下存储和加注液氢更加安全、高效。
国内首次将集成式设计方法应用在火箭结构上。将卫星支架、转接框、仪器舱的功能整合到一个多功能舱内，不仅使火箭减重200公斤，还提高了火箭运载效率。
采用了基于膨胀循环技术的新型YF-75DA氢氧发动机。相较于传统燃气发生器循环发动机，该型发动机推进剂利用效率更高，性能显著提升，可以使火箭的运载能力提高，可靠性、适应性增强，能够应对更复杂的发射任务。
此外，火箭院开展了国内10年来首次氢氧模块动力系统试车和30年来首次共底模块动力系统试车，采用多项新技术，使长八甲火箭具备了一项超级能力——在低温推进剂加注后推迟24小时仍可发射，这极大提高了不利条件下的发射概率……
从第一发到第N发，高密度发射的实现，需要批量化生产、常态化发射、降低成本等形成的闭环。
试验队员在墙上签字。受访单位供图
目前，长八甲火箭和它的兄弟们组成的长八系列火箭拥有天津、海南两个总装基地，可实现高效灵活、高度自动化的脉动式总装，具备年产不低于50发的能力，可满足大规模组网及应急补网高密度发射需求。
长八系列火箭在商业发射工位将采用“改进型三垂”快速测发模式，既能满足7—10天快速测发需求，也可与其他中型火箭发射工位兼容，增强在不同工位发射的能力。
火箭院专家樊晨霄介绍，未来，长八系列火箭可以在中国文昌航天发射场和海南商业航天发射场择机执行发射任务。还将逐步优化测发流程，在海南商业航天发射场实现7天发射、7天恢复，进一步提高高密度发射能力，不断向全天候、全时段发射迈进。
中国法治新闻网摘编：亓淦玉 |
