长征-11固体运载火箭首飞成功



长征-11固体运载火箭首飞成功

Perfect First Flight of CZ-11 Solid Fuel Rocket

固体动力技术获新突破4颗小卫星试验新技术

2015年9月25日，首枚长征-11固体运载火箭从酒泉卫星发射中心成功发射，将用于开展航天新技术、新体制、新产品等空间试验的4颗微小卫星送入预定轨道，这标志着我国在固体运载火箭领域的关键技术取得重大突破，对于完善我国运载火箭型谱，提升进入空间能力具有重大意义。这是我国“长征”系列运载火箭的第211次发射。

1　飞天小快灵

长征-11是我国新型四级固体运载火箭，全长20.8m，箭体直径2.0m，质量58t，起飞推力120t。其700km高太阳同步轨道运载能力达350kg，低轨运载能力可达700kg。它采用国际通用星箭接口，可满足不同任务载荷、不同轨道的多样化发射需求。

作为我国“长征”系列火箭家族中第一型固体运载火箭，也是我国新一代运载火箭中唯一一型固体型号，长征-11火箭具有快速、可靠、便捷、低廉的优势，主要用于满足自然灾害、突发事件等应急情况下微小卫星发射需求。

长征-11突破了大型固体发动机、快速测试发射、卫星环境综合保障等多项关键技术，运载能力和适应能力强，火箭起飞推力大，测试发射快速，操作使用简便，一体化、集成化、智能化程度高。长征-11首次实现了运载火箭的全箭整体储存、星箭快速对接、环境自主保障、高效快速发射，具备全天候数小时内完成发射的能力。其综合性能指标达到国际先进水平，可与国际主流固体运载火箭相媲美，完善了我国航天运输系统体系。

此次发射任务的成功，标志着我国具备了微小卫星快速组网能力，实现了我国运载火箭24h快速发射的跨越，可执行应急以及日常军用、民用有效载荷的发射等任务，对提升我国快速进入空间能力，提升我国航天综合实力具有里程碑意义，将有力促进我国小卫星的规模化发展和应用。

当前，我国新一代运载火箭中的其他成员也在为“首飞”做准备，随着新一代运载火箭的陆续升空，我国航天进入空间的能力将得到进一步提升。

2　固体新动力

由于多级固体运载火箭在实现小卫星快速、廉价、可靠发射方面具有不可替代的优势，受小卫星技术发展的牵引，发展固体运载火箭势在必行。长征-11正是在这种背景下发展的一型空间快速响应全固体运载火箭，可以在接到任务命令后短时间完成星箭技术准备和发射任务，可以满足未来高密度发射小卫星等有效载荷的需求，具有发射准备时间短、可靠性高、经济性好、适应多任务等特点。

随着中国航天科技集团公司所属中国航天动力技术研究院研制的固体发动机成功应用于该型火箭，我国固体动力在宇航运载领域的应用实现了新的突破。该火箭第一级发动机采用的大推力固体发动机是目前我国最大推力固体发动机，其燃烧室装药量为国内固体发动机之最，采用的柔性喷管是我国目前尺寸最大的发动机喷管，刷新了我国固体发动机研制史上多项纪录。

面对壳体最长，喷管最大，进度最紧，柔性接头超大，“三最一超”的困难和挑战，以及产品研制加工中的技术难题，中国航天动力技术研究院大胆创新，首次采用车、铣、镗复合加工模式，使无超深地坑难题得到有效解决。第一次采用100t旋压机进行立式旋压，旋出长度符合壳体研制要求的圆筒，实现了大型超长圆筒旋压的新突破。柔性接头采取数控加工，实现了超大法兰、增强件的数控成型，实现了该领域加工技术的新突破。

长征-11固体运载火箭将拓展我国航天运输系统新领域，推动我国空间快速响应系统的建设，也必将牵引大推力固体火箭发动机技术，推动固体运载火箭和固体助推器技术的发展。

3　新型小卫星

这次发射的卫星为1颗中国航天科技集团公司所属上海航天技术研究院研制的浦江-1卫星和3颗中国科学院上海微小卫星工程中心研制的上科大-2立方体试验卫星。

浦江-1卫星可实现面向用户订制的快速便捷综合信息服务，按“互联网+”的要求，广泛应用于电磁环境监测、国土资源普查、应急搜救等领域。该卫星首次采用了全数字化设计技术、通用化即插即用技术、柔性化结构设计等技术，能快速地和各种不同的有效载荷进行整合，并能达到在1个月内完成集成测试、1个星期内完成发射准备、1天内完成在轨交付的目标。

在设计制造的过程中，浦江-1采用了全数字化技术，通过轻量化模型设计出三维电缆网，利用卫星总装过程管控系统，依据模型编写工艺文件，自动生成辅料、工装配套、标准件、仪器仪表等数量，在总装现场用平板电脑记录单机状态等，采集质量数据，后续实施现场文件的电子签署，大大缩短了研制周期。

即插即用可使卫星在设计上摆脱平台与载荷必须互相一一对应的限制，通过标准的机械接口、供电接口、控制接口和通信接口等，各个单机之间采用标准协议来约束，只要符合标准的设备，都可以实现即插即用。

该卫星采用标准的结构杆件、接头、承载板来组成卫星的结构系统，可根据需要任意调节平台舱和载荷舱的空间。因为卫星平台具有十分友好的接口界面，可广泛应用于成像、通信、导航、遥感等商用领域。

浦江-1是首次应用3D打印技术的国内卫星，其天线支架采用了钛合金材料的3D打印成型方案，满足了快速研制、降低成本的需求。原来生产一个支架需要4个月的生产周期，采用3D打印后仅需要3天的时间，即1天完成打印成型，2天开展性能检测检验。

立足商业卫星发展的需要，浦江-1对研制模式进行了创新性突破，从方案验证阶段直接转入正样阶段，这样就节省了一颗完整的初样星，大大节约了成本。

4　标准立方星

上科大-2包含上科大-2A、2B、2C共3颗立方体卫星，质量分别为2.9kg、2.2kg和1.7kg，上科大-2A的体积为114mm×114mm×343.3mm。

上科大-2的主要载荷包括用于极地观测的小型光学相机、用于船舶信息采集的星载船舶自动识别系统（AIS）接收机和用于飞机信息采集的星载广播式自动相关监视系统（ADS-B）接收机。

3颗立方体卫星均搭载自组网通信机，利用3颗卫星建立空间最小网络，实现立方体卫星级别的星间通信组网。上科大-2A在国际上首次搭载了微机电系统冷气微推进器，将开展立方体卫星编队绕飞等新技术在轨验证。

上科大-2还搭载验证芯片级“北斗”/GPS双模接收机、微机电系统磁强计、多轴敏感器、小型星敏感器等单机产品，以推动我国微纳卫星单机技术的发展。

该3颗国际标准立方体卫星全部准确进入工作轨道后，地面成功接收到卫星下发的信号，这标志着卫星研制、发射取得了圆满成功。上科大-2的发射成功，标志着我国在微纳卫星研制和产学研结合上迈出了重要一步，开拓了我国航天产业的新格局。

上科大-2的3颗立方体卫星

辛建/文