【长征十二号乙火箭20吨级LEO运力是现有条件下工程约束边界的一个最优解】6月1日,长征十二号乙运载火箭在东风商业航天创新试验区成功首飞。从立项到首飞,这枚由中国航天科技集团有限公司所属中国商业火箭公司抓总研制的火箭只用了约21个月。
对低轨互联网星座而言,20吨级意味着,“一次发射,可以部署一个轨道面的卫星。”航天科技集团张博戎介绍。好处显而易见,少打几次、组网更快,也能摊薄单位入轨成本。
20吨运力怎么来?
这是火箭研制团队在现有条件下沿着工程约束边界反复探寻,求得的一个最优解。
第一道约束,来自动力系统。航天科技集团六院发动机团队为长十二乙量身打造了新型百吨级液氧煤油发动机,这是火箭运力的源头。发动机连同推进剂贮箱,被一同放进火箭子级。其中的道理不难懂:安置的发动机越多,火箭运力越强。但这条路并非没有尽头,比如,箭体直径越大,可装载的发动机越多,但直径本身也被牢牢约束着。
第二道约束,来自运输。在内陆发射,主流的运输方式是铁路,但我国使用铁路运输火箭,直径上限是3.8米。能不能突破?团队将目光投向公路。航天科技集团李茂介绍,4.5米被视为公路运输的直径上限,长十二乙火箭最终选定一个贴近4.5米的“优先数系”——4.37米。所谓“优先数系”,是一组经过科学计算、等比分布的推荐尺寸,在工程标准化领域应用很广。“再小一点,比如4.2米,9台发动机就有些放不下了。”李茂说。
第三道约束,来自“体型”——火箭的长细比。团队将火箭长细比控制在16左右,让箭身显得比较“匀称”。航天科技集团吴金花介绍,火箭不能一味拉长:立在发射工位上,箭体越长,所受的风载荷越严酷;飞行中,过于细长的箭体本身固有频率偏低、结构刚度变差。循着长细比和4.37米的箭体直径推算,火箭全长控制在72米左右。长征十二号乙运载火箭首飞成功





