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雛鳳清于老鳳聲

（2005年04月01日 14:45:03） 來源︰《太空探索》

□作者: 李　東　馬　佳

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雛鳳清于老鳳聲
李　東　馬　佳

　　航天技術水平是一個國家綜合國力的重要標志，航天運載技術則是其中最基本的組成部分。人類要利用空間、開發空間，首先必須能夠進入空間——這是開展一切航天活動的基本條件。運載火箭作為迄今為止人類進入空間的最主要的手段，一直是世界各國關注的焦點。中國載人航天工程總設計師王永志院士曾總結到︰“運載火箭的能力，決定了一個國家航天活動的規模和量級。”因此，世界各航天大國都把發展先進的運載技術作為保持其領先地位的戰略部署之一，一些發展中國家也將發展航天運載技術作為提高其綜合國力的重要手段。
　　未來20年是我國科學、技術、經濟發展和軍事變革的重要戰略機遇期。為搶佔太空制高點，和平有效地利用空間，維護國家利益，我國將大力發展空間事業，而作為進入空間的基本能力，我國的運載火箭將在此過程中起到至關重要的作用。
　　

　　
　　長征家族新成員
　　
　　為了保持和促進航天事業的發展，從上世紀80年代起，我國已開始新一代運載火箭的論證工作，並先期開展了相關的關鍵技術攻關工作。在現有技術基礎上研制我國新一代運載火箭，能夠從根本上解決制約現有長征火箭發展的各種因素，實現我國運載火箭技術跨越式發展，迎頭趕上國際先進水平，從而推動我國空間技術進步。
　　面對這一嶄新課題，2000年11月，我國政府在對外正式發布的《中國的航天》白皮書中，全面闡述了我國面向21世紀的航天發展戰略和規劃，指出 “……開發新一代無毒、無污染、高性能和低成本的運載火箭，建成新一代運載火箭型譜化系列，增強參與國際商業服務的能力。”這成為今後十年或稍後的一個時期運載火箭發展的目標。
　　按照白皮書的要求，新一代運載火箭制定了如下發展目標︰
　　‧采用無毒、無污染推進劑；
　　‧低成本、高可靠、測試操作方便；
　　

　　‧實現型號的三化（通用化、系列化、組合化）設計，建成型譜化系列，低軌最大運載能力達到25噸、GTO最大運載能力達到14噸，並適應發射不同有效載荷的要求；
　　‧技術上與未來重復使用運載器良好餃接，保持運載技術的可持續發展。
　　發展思路“1、2、3”
　　新一代運載火箭將采用無毒無污染的全新動力系統和模塊化、系列化設計思路，通過芯級、助推器、上面級和整流罩等標準模塊的組合，構成一個完整的運載火箭系列。其基本特點可以概括為“一個系列、兩種發動機、三個模塊”。
　　所謂“三個模塊”是指研制直徑5米、3.35米、2.25米的標準箭體模塊，作為形成不同構型的系列化運載火箭的標準元素。
　　“兩種發動機”是指新研制50噸氫氧發動機和120噸液氧煤油發動機。這兩種發動機，采用無毒無污染推進劑，推力大，性能高，技術先進，是新一代運載火箭的主要動力裝置。
　　而“一個系列”是指在三個模塊和現有技術基礎上，通過不同模塊的組合，形成不同的火箭構型。比如以5米直徑模塊為芯級，捆綁2個3.35米標準模塊和2個2.25米標準模塊，可以形成低軌道運載能力20噸的運載火箭。而將助推器換成4個3.35米標準模塊，則運載能力可以進一步提高到25噸。按照這樣的組合化思路，通過模塊間的不同搭配可以形成不同運載能力的火箭，從而高效地形成系列化的火箭系列，提高研制效率，降低成本。
　　

　　在不同的構型中，將選定其中一種構型作為基本型，首先開展研制。所謂基本型是一個帶助推器的兩級火箭，芯級采用標準的5米模塊，捆綁2個3.35米標準模塊和2個2.25米標準模塊作為助推器，配以一個低溫上面級，構成地球同步轉移軌道運載能力10噸級運載火箭。既可采用雙星發射方式發射兩個重5噸左右的地球同步軌道衛星，同時也可采用多星發射方式發射中低軌道衛星（衛星群）。在基本型的基礎上，還可以根據市場的需求，通過標準模塊的不同組合，進一步形成不同的運載火箭。而3.35米和2.25米標準模塊本身，也可衍生出采用無毒無污染的中型運載火箭和小型運載火箭，以適應不同衛星的發射。
　　
　　雛鳳清于老鳳聲
　　
　　新一代運載火箭，作為中國未來運載火箭的升級換代產品，在多個方面將實現跨越式的發展，主要包括︰
　　運載能力大︰新一代運載火箭近地軌道最大運載能力25噸、地球同步轉移軌道最大運載能力為14噸，分別是現有長征火箭最大運載能力的2.5倍和2.7倍，可以為未來我國航天事業的發展創造良好的條件。
　　

　　無毒、無污染︰環境保護已成為我國的一項基本國策及國際發展趨勢。沿用有毒推進劑將直接影響到我國的國際形象以及參與國際競爭。采用了液氫、液氧、煤油等無毒、無污染推進劑的新一代運載火箭，順應了國際形勢和國策的要求，也符合國際運載技術的發展趨勢，是真正的綠色環保火箭。
　　成本低︰降低自身成本是提高運載火箭在國內外衛星發射市場上競爭能力的重要手段。新一代運載火箭貫徹簡潔設計、三化設計的思想，在大幅度提高火箭的運載能力的同時，也使單位質量的入軌成本比現有長征火箭有較大的下降。
　　可靠性高︰高可靠是對運載火箭的基本要求。新一代運載火箭將可靠性設計作為研制的重要手段。以比傳統火箭普遍少一級的一級半或二級半構型來提高火箭固有可靠性，以冗余、容錯、降額等手段的廣泛運用來提高設計可靠性，以牽制釋放裝置以提高發射可靠性，即使發射任務中止也能將損失減小到最低程度。
　　

　　適應性強︰要在未來的發射服務市場競爭中處于不敗之地，新一代運載火箭除在可靠性、成本上要具有優勢以外，還必須增強火箭的適應性，包括靈活的任務執行能力，完整的運載能力覆蓋範圍，以及良好的履約能力，來滿足用戶多種多樣的需求。
　　新一代運載火箭的論證工作經過十幾年、幾代航天專家的努力，基本確立了 “繼承現有技術基礎、突破關鍵技術難關、實現總體技術跨越” 的技術發展途徑。以發動機技術、增壓輸送技術、大直徑箭體結構設計技術等為代表的多項關鍵技術攻關已經取得重大成果，特別是兩種發動機已先期進入工程研制，並取得了重大進展。這些關鍵技術的突破，必將為新一代運載火箭的工程研制奠定堅實的基礎。
　　

　　新一代運載火箭作為我國運載火箭的升級換代產品，可服役于未來30至50年，具備了承擔發射國內外各類航天器的能力，可以滿足我國發展空間技術及和平利用空間的需要，推動我國空間應用產業的發展，帶動我國眾多領域科學技術的進步，提高我國的綜合國力，在維護世界和平、促進人類發展的進程中做出中華民族的偉大貢獻。
　　

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文章作者:李　東　馬　佳
責任編輯:skylook

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