由中國(guó)航天科技集團(tuán)上海航天技術(shù)研究員抓總研制的長(zhǎng)征六號(hào)運(yùn)載火箭，作為我國(guó)新一代運(yùn)載火箭的首飛箭，承載著運(yùn)載火箭發(fā)展史上眾多創(chuàng)新之舉。全新的結(jié)構(gòu)形式、全新的動(dòng)力系統(tǒng)、全新的電氣系統(tǒng)……這型20多年來(lái)我國(guó)首次全新研發(fā)的運(yùn)載火箭，將對(duì)我國(guó)未來(lái)運(yùn)載火箭的發(fā)展產(chǎn)生重要影響。

在此，讓我們細(xì)數(shù)一下長(zhǎng)征六號(hào)的主要?jiǎng)?chuàng)新特點(diǎn)。

綠色環(huán)保：

開(kāi)啟新一代運(yùn)載新征程

近年來(lái)，世界各國(guó)都加大了對(duì)新型運(yùn)載火箭研制的力度，大直徑、大運(yùn)載能力、低成本、高可靠、無(wú)污染和易操作等成為后續(xù)運(yùn)載火箭發(fā)展的趨勢(shì)。同時(shí)，受越來(lái)越旺盛的微小衛(wèi)星發(fā)射需求牽引，發(fā)展經(jīng)濟(jì)、靈活、便捷的運(yùn)載火箭，適應(yīng)國(guó)際商業(yè)發(fā)射需求，也成為一種發(fā)展趨勢(shì)。

由此，長(zhǎng)征六號(hào)運(yùn)載火箭應(yīng)運(yùn)而生。

長(zhǎng)征六號(hào)作為我國(guó)新一代運(yùn)載火箭中首型投入發(fā)射應(yīng)用的火箭，首次采用了我國(guó)最新研制的高壓、大推力、無(wú)毒無(wú)污染的補(bǔ)燃循環(huán)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)?；鸺患?jí)直徑3.35米，采用單臺(tái)最大推力為120噸的液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，二、三級(jí)直徑2.25米，分別采用一臺(tái)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)和一臺(tái)常規(guī)推進(jìn)劑發(fā)動(dòng)機(jī)?；鸺痫w推力為1200千牛。

為獲得更大運(yùn)載能力，長(zhǎng)征六號(hào)火箭采用了一系列全新的設(shè)計(jì)方案，獨(dú)特的發(fā)動(dòng)機(jī)氧箱自生增壓技術(shù)則是最大亮點(diǎn)。

火箭飛行中，需要不斷對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氧箱進(jìn)行增壓。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要額外增加獨(dú)立的增壓氣瓶，這會(huì)增加火箭的重量。自增壓方案利用發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)獍l(fā)生器的富余氧氣為一級(jí)氧箱進(jìn)行增壓，能為火箭減少12個(gè)單獨(dú)增壓氣瓶以及一整套冗余增壓系統(tǒng)，可以大大優(yōu)化火箭總體方案并減少質(zhì)量隱患。由于該方案尚無(wú)應(yīng)用先例，研制單位組織開(kāi)展了大量試驗(yàn)和攻關(guān)，并通過(guò)熱試車(chē)有效驗(yàn)證了增壓系統(tǒng)的工作性能，僅增壓輸送系統(tǒng)就申請(qǐng)了16項(xiàng)專(zhuān)利。

此外，長(zhǎng)征六號(hào)創(chuàng)造性地使用了發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鉂L控系統(tǒng)，利用一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵后引出高溫高壓富氧燃?xì)?，與發(fā)動(dòng)機(jī)一起對(duì)火箭進(jìn)行滾動(dòng)姿態(tài)控制，以保證火箭飛行過(guò)程中的姿態(tài)穩(wěn)定。這在國(guó)際上屬于首創(chuàng)。

長(zhǎng)征六號(hào)成功發(fā)射有效驗(yàn)證了我國(guó)在大推力、高可靠性、高適應(yīng)性、低成本、無(wú)毒無(wú)污染運(yùn)載火箭領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)突破，標(biāo)志著我國(guó)在運(yùn)載火箭現(xiàn)代化、推進(jìn)劑無(wú)毒化方向邁出了堅(jiān)實(shí)一步，也拉開(kāi)了我國(guó)新一代運(yùn)載火箭投入使用的序幕。

多星發(fā)射：

邁向商業(yè)發(fā)射新起點(diǎn)

20世紀(jì)80年代，我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)一箭三星發(fā)射技術(shù)，后續(xù)長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭也曾多次開(kāi)展一箭多星的國(guó)內(nèi)國(guó)際發(fā)射任務(wù)。一箭多星發(fā)射可以充分利用運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力余量，經(jīng)濟(jì)便捷地將搭載衛(wèi)星送入地球軌道，為衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)提供多種選擇模式。

長(zhǎng)征六號(hào)首飛采用了一箭20星狀態(tài)，將中國(guó)航天科技集團(tuán)公司所屬航天東方紅衛(wèi)星有限公司、深圳航天東方紅海特衛(wèi)星有限公司和國(guó)防科大、清華大學(xué)、哈工大、浙江大學(xué)6家單位研制的20顆衛(wèi)星送入了預(yù)定的軌道，在國(guó)內(nèi)屬于首次。為了滿足多星發(fā)射的需求，長(zhǎng)征六號(hào)還在國(guó)內(nèi)首次采用了全透波衛(wèi)星整流罩，使衛(wèi)星整流罩具備了全向透波能力，有力改善全箭力學(xué)環(huán)境和衛(wèi)星環(huán)境條件，使得衛(wèi)星在旅途中更加“舒適”。

通過(guò)對(duì)多星發(fā)射技術(shù)的探索，我國(guó)形成了系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的多星發(fā)射接口，為今后進(jìn)一步降低衛(wèi)星發(fā)射成本、提升多星發(fā)射能力奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

三平一快：“開(kāi)著”火箭去發(fā)射

傳統(tǒng)火箭執(zhí)行發(fā)射任務(wù)，需要分段運(yùn)輸至發(fā)射場(chǎng)，再在塔架上完成各子級(jí)的垂直吊裝總裝和測(cè)試?，F(xiàn)役運(yùn)載火箭中，唯有執(zhí)行載人航天發(fā)射任務(wù)的長(zhǎng)征二號(hào)F采用了垂直轉(zhuǎn)運(yùn)模式。長(zhǎng)征六號(hào)針對(duì)后續(xù)衛(wèi)星發(fā)射的需求，在國(guó)內(nèi)運(yùn)載火箭領(lǐng)域創(chuàng)造性地采用了“三平”測(cè)發(fā)模式，對(duì)我國(guó)火箭測(cè)發(fā)模式進(jìn)行了徹底變革。

“三平”指水平整體測(cè)試、水平整體星箭對(duì)接、水平整體運(yùn)輸起豎發(fā)射。長(zhǎng)征六號(hào)火箭以水平狀態(tài)，在廠房?jī)?nèi)完成全箭總裝、測(cè)試以及與衛(wèi)星的對(duì)接，并被水平放置于專(zhuān)門(mén)研制的自行式整體運(yùn)輸起豎車(chē)上，由起豎車(chē)運(yùn)至發(fā)射工位，完成水平對(duì)接、翻轉(zhuǎn)起豎、垂直定位、燃料加注和發(fā)射等動(dòng)作。整個(gè)過(guò)程一氣呵成，大大縮短了發(fā)射區(qū)操作時(shí)間和發(fā)射臺(tái)占用時(shí)間。按照設(shè)計(jì)，采用“三平”測(cè)發(fā)模式的長(zhǎng)征六號(hào)的發(fā)射準(zhǔn)備周期僅需7天，更符合衛(wèi)星發(fā)射低成本、短周期的需求。

為了適應(yīng)火箭“三平”測(cè)發(fā)的需要，科技人員對(duì)地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)進(jìn)行了創(chuàng)新改進(jìn)，將各種測(cè)試設(shè)備集成安裝到五個(gè)方艙內(nèi)，形成了一輛移動(dòng)的“體檢車(chē)”，車(chē)隨箭走，大大簡(jiǎn)化了測(cè)發(fā)流程，減少了設(shè)備數(shù)量。

承載長(zhǎng)征六號(hào)的自行式整體運(yùn)輸起豎車(chē)也經(jīng)過(guò)了特別設(shè)計(jì)，集火箭運(yùn)輸、起豎、發(fā)射臍帶塔功能于一體，火箭穩(wěn)穩(wěn)地“躺”在上面，就完成了從測(cè)試到加注發(fā)射的所有流程。起豎車(chē)還能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)無(wú)人駕駛，通過(guò)“收集數(shù)據(jù)—計(jì)算位置關(guān)系—規(guī)劃行駛路徑—路徑執(zhí)行”的循環(huán)，能夠保證車(chē)輛在發(fā)射陣地的自主導(dǎo)航駕駛及精確定位，三向定位精度誤差不超過(guò)5毫米。

精準(zhǔn)控制：太空實(shí)現(xiàn)“上門(mén)投遞”

從地面將衛(wèi)星送入幾百公里外的地球軌道，飛行過(guò)程中的任何一個(gè)細(xì)微偏差，都可能導(dǎo)致不可挽回的損失。入軌精度越高，意味著衛(wèi)星進(jìn)行軌道調(diào)整所耗費(fèi)的能量越少，可以有效提高衛(wèi)星的在軌壽命。這是考驗(yàn)火箭能力的重要指標(biāo)。

火箭的飛行過(guò)程需要經(jīng)歷點(diǎn)火發(fā)射、級(jí)間分離、俯仰偏航、軌道修正、發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)及重新點(diǎn)火、載荷分離等一系列復(fù)雜動(dòng)作，如何確保一系列動(dòng)作的精準(zhǔn)控制，這就要仰仗火箭的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”——控制系統(tǒng)了。

長(zhǎng)征六號(hào)緊跟國(guó)際運(yùn)載火箭發(fā)展趨勢(shì)，將控制、測(cè)量、供配電組成了全新的電氣系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了箭上信息一體化、供配電一體化和地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)一體化，有效提高了火箭電氣系統(tǒng)的先進(jìn)性、可靠性與適應(yīng)性。在控制系統(tǒng)中，采用了雙八表捷聯(lián)慣組組合導(dǎo)航技術(shù)和迭代制導(dǎo)技術(shù)，綜合利用地面測(cè)控網(wǎng)、導(dǎo)航星座系統(tǒng)和中繼衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)天基測(cè)控和地基測(cè)控相結(jié)合，在火箭飛行過(guò)程中對(duì)火箭狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，實(shí)現(xiàn)更高的導(dǎo)航精度，確保衛(wèi)星入軌精度達(dá)到百米級(jí)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)投放，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。

工藝革新：航天“智造”邁向工業(yè)4.0

長(zhǎng)征六號(hào)在設(shè)計(jì)中緊跟國(guó)際先進(jìn)水平，采用了全箭數(shù)字化協(xié)同研發(fā)及一體化總裝集成技術(shù)，引入數(shù)字化研發(fā)技術(shù)和Top-Down設(shè)計(jì)思想（即工業(yè)4.0技術(shù)），形成了從總體到分系統(tǒng)到重要單機(jī)、自頂向下的數(shù)字化設(shè)計(jì)流程，建立覆蓋總體、分系統(tǒng)及關(guān)鍵單機(jī)的三維數(shù)字樣機(jī)，替代實(shí)物模裝，大大降低了研制成本。

如果說(shuō)將理論轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)是考驗(yàn)設(shè)計(jì)師的智慧，將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為實(shí)物考驗(yàn)的則是制造能力。

長(zhǎng)征六號(hào)一子級(jí)采用了單臺(tái)120噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)。在推力既定的情況下，要保證火箭的運(yùn)載能力，減重是唯一的選擇。為了更好地降低火箭自重，長(zhǎng)征六號(hào)首次采用了大溫差隔熱復(fù)合材料夾層共底貯箱。由于使用液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，貯箱采用夾層共底結(jié)構(gòu)形式，意味著夾層共底要承受液氧、煤油兩個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)的正壓、反壓載荷，同時(shí)還要抵抗液氧和煤油之間將近200℃的溫差?？萍既藛T耗時(shí)16個(gè)月，研制了22個(gè)貯箱，開(kāi)展了六次低溫加注、強(qiáng)度試驗(yàn)，最終攻克了夾層共底研制難題，并掌握了激光掃描及仿形加工、結(jié)構(gòu)件整體膠接成型等關(guān)鍵制造技術(shù)。

低溫閥門(mén)的研制是另一道難關(guān)。長(zhǎng)征六號(hào)的低溫閥門(mén)有40多種、90余件，零件生產(chǎn)的精度有的要比常溫閥門(mén)精確上10倍。液氧溫度低至零下183℃，作為火箭管路中的關(guān)鍵部件，閥門(mén)必須適應(yīng)從零下196℃到50℃的大溫度跨差工況要求，否則溫差變化容易造成閥門(mén)產(chǎn)品的收縮、膨脹變形，從而影響氣密。這對(duì)閥門(mén)的原材料選型、零件機(jī)加工精度、裝配試驗(yàn)維護(hù)等等產(chǎn)生了一系列的影響。為了將閥門(mén)的變形減到最小，科技人員開(kāi)展了為期10個(gè)月艱苦攻關(guān)和試驗(yàn)，最終掌握了低溫閥門(mén)研制技術(shù)。