11月最后一天,长征十二成功首飞,成为中国目前运力最强的“光杆”构型火箭,另外,这次发射还应用了多个“最新”。
接下来我们来聊聊长征十二首飞到底有哪些看点?
1、“最新”3.8米直径贮箱在长征十二号之前,长征火箭家族里直径最大的就是长征五号的5米箭身了,除了长五外,其他火箭芯一级直径均为3.35米。这主要是由于铁路运输系统的限制,海南发射场建成前,我国所有的卫星发射场都建在内陆,想要走陆路运输就只能将直径设计在3.35米以内。
(图:长征十二发射轨迹 图源:中国航天科技集团)
长征十二号则是国内第一款3.8米直径的液体火箭。在设计过程中,研发团队对运输系统进行了大量的试验测试,确保了3.8米直径的长征十二能够满足陆运的条件,让这款新火箭能够适应更多的发射场景。
(图:长征十二在发射工位上 图源:中国航天科技集团)
更大的直径意味着一级火箭能够塞进更多的发动机,通过增大火箭直径,长征十二一级能够安装4台YF-100K发动机,起飞推力超过500吨,700公里SSO运力不小于6吨,成为目前国内运力最强的“光杆”构型火箭。
同时,更大的直径也降低了火箭的长径比,长径比大的火箭越“细长”、火箭垂直回收时的气动控制也就越难。降低火箭长径比,也就降低了后续研究垂直回收火箭的难度。
2、“最新”发动机YF-100K长征十二首飞的另一个“最新”就是首次参与发射任务的YF-100K液氧煤油发动机了。
(图:长征十二一级的四台YF-100K发动机 图源:中国航天科技集团)
YF-100K是长五助推上使用的YF-100液氧煤油发动机的泵后摆改进型,由泵前摆改为泵后摆减少了火箭的系统复杂程度,也缩小了发动机的包络面积,让长征十二能够安装4台YF-100K,这也是长征十二能够成为长征家族中最强光杆构型火箭的原因之一。
(图:长征十号火箭概念图 图源:央视新闻)
同时,未来中国载人登月火箭长征十号的一级也将搭载长征十二同款的YF-100K,根据介绍,长征十号芯一级安装7台YF-100K/L发动机,其中三台为双向摇摆的YF-100K,4台为不具备摇摆能力的YF-100L。一级捆绑两枚通用芯级助推器,起飞推力约2678吨。
3、“最新”发射场海南商发从2022年7月6日正式破功动土,到2024年11月30号完成首次发射任务,海南商业航天发射场(简称“海南商发”)的建设过程持续了878天,期间经历了17级台风“摩羯”的肆虐。
(图:海南商业航天发射场 新华社记者 蒲晓旭 摄)
海南商发目前建有两个重型液体火箭发射工位,一号工位是长征八号的专用工位,目前还未投入使用,而且可能还要再等一段时间。二号工位则使用了固定发射台和移动发射台相结合的设计,配备通用液压起竖装置,能够适配3.35m至5m直径的多种构型火箭,可供国内10余家火箭公司、19型火箭发射。
(运载火箭长征十二号在海南商发二号工位 海南日报全媒体记者 武威 摄)
此外,二号工位还采用了三平测发模式,所谓三平是指“水平测试”、“水平总装”和“水平转运”。这样设计优点是减少了垂直测发占用发射工位的时间,并且摆脱垂直转运对大型垂直转运设备的依赖,可以显著提升测发效率。但缺点就是水平测试和垂直发射时的环境不同,不能有效模拟真实的发射状态。
目前,海南商发可以实现年均每个工位进行16次中型液体火箭发射,它的投用对中国商业航天的发射能力是一个巨大的补充。
4、长征十二号可回收构型作为一款面向商业市场的火箭,长征十二也衍生出了可回收复用构型的子型号。
2024年6月23日,八院在酒泉完成了国内首次10公里级垂直起降飞行试验,这次试验使用的就是长征十二同款的3.8米直径贮箱,之后这款可重复使用火箭在珠海航展上亮相,命名为长征十二乙,一级搭载7-9台九州云箭的龙云发动机。
(图:八院珠海航展展台上的长十二乙模型(左一) 图源:上海航天)
后续,长十二乙还会进行高度为70公里的垂直起降飞行试验,这个高度包含了一级火箭的所有航程,如果试验成功,长十二乙有望在2025年完成首飞,成为我国首个可回收火箭。
发展还是慢了,应该再大胆一点