像搭积木一样制造火箭

商业航天企业中科宇航研制的力箭二号遥一运载火箭（以下简称“力箭二号”）近日在东风商业航天创新试验区成功发射，将轻舟初样试飞船（新征程02卫星）、新征程01卫星和天视卫星01星精准送入预定轨道。此次任务是力箭二号的首次飞行。既能搭积木似的制造，未来又可“打包”回收，围绕力箭二号的技术创新，记者采访了有关专家。

制造：关键部件“统一尺寸”

仔细观察力箭二号，火箭芯级和两个助推器长得几乎一样。这不是巧合，而是设计师刻意为之的通用化设计，这种设计被称作“通用助推器核心”构型。这样一来，主要部件可批量生产，像搭积木一样造火箭，简化制造流程。

(资料图片)

力箭二号副总师廉洁介绍，关键部件“统一尺寸”，如果发射时发现某个部件有问题，可以像标准零件一样快速替换，重新“拼”在火箭上，保证发射节点，有利于打造高频次的发射能力。

具体来看，力箭二号各子级直径都是3.35米，贮箱、箱间段等各部段设计相似，能够在滚动备份的情况下实现互换互用。3.35米也是航天行业的典型尺寸，适合规模化生产，供应链周期、不良品率及成本大幅下降。

火箭助推器以及芯级之间通常采用不同型号的发动机，而力箭二号在发动机方面也实现了“统一”。一级装了9台液体火箭发动机，可以完全互换；二级装了1台，是在一级发动机的基础上换装大喷管，让其在高空工作效率更高。这10台发动机本质上是同一个型号，让发动机的维护和更换变得高效便捷。

廉洁介绍，在使用模块化的芯级和助推器后，力箭二号就能以搭积木的形式呈现为0/2/4三种捆绑构型，分别是无助推器、捆绑2个助推器或4个助推器的火箭。通过灵活配置助推器，火箭最大推力可达千吨级，覆盖近地轨道2吨至20吨运力区间，可支撑低成本货运、低轨卫星星座部署等各类科学实验卫星发射任务。

回收：未来将“打包”返回地面

传统火箭回收方式多为分级回收。力箭二号系列火箭另辟蹊径，规划采用助推器与芯一级“捆绑不分离”的整体回收方案，将多个动力模块集成在一起，未来将“打包”返回地面。

廉洁介绍，这种回收方式气动操纵性更好、着陆冲击更低、动力冗余能力更强、运载能力损失更少。

“集束式回收的设计减少了复杂的分离机构和接口，减少了助推器分离的动作，也就减少了可能发生故障的环节。多台发动机组合提供了很大的动力冗余，即使个别发动机出现一定偏差，系统也能实时调整确保安全着陆。”廉洁表示，此外一子级多捆绑模块全部回收的设计，使回收部分在全箭占比更高，返回用设备更精简，摊薄发射成本。

后续，力箭二号系列火箭将换装中科宇航自研的力擎二号可重复使用发动机，同时在一子级增加2个助推器形成力箭二号重型火箭，两型火箭均采用通用芯级捆绑的集束式回收方案。

上新：搭载轻舟初样试飞船

当前，为中国空间站送货的货运飞船主要是天舟系列。为了进一步降低中国空间站上行货物运输成本，增强运输灵活性，我国已经开始探索“国家需求牵引、商业能力支撑”的新型天地运输模式。在这一背景下，轻舟货运飞船应运而生。它整船仅重4.2吨，采用单舱一体化构型，可灵活适配多型火箭。

本次上行的轻舟初样试飞船，搭载了技术储备、在轨验证、科学探索及科普作品等27个项目，总载荷重达1.02吨，将在距离地面200公里至600公里的轨道上开展一系列在轨技术试验。

中国科学院微小卫星创新研究院专家介绍，轻舟初样试飞船入轨后将开展在轨飞行关键技术验证，后续轻舟正样货运飞船将与中国空间站对接，并提供上行货物运输服务。

力箭二号总指挥杨浩亮表示，力箭二号首飞托举轻舟初样试飞船上天，表明我国空间货物运输能力正由“单一能力积累”向“体系能力叠加”演进。

“商业火箭不仅服务市场需求，未来还能以工程化标准参与国家重大航天任务，我们将提供成本更低、更可靠的航班化发射服务。”杨浩亮表示，中科宇航将通过力鸿系列飞行器先行验证回收技术，再将回收技术迁移至中大型运载火箭上，今年将进行力鸿二号百公里级的回收试验。

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