3月30日19時00分，中科宇航力箭二號遙一運(yùn)載火箭在東風(fēng)商業(yè)航天創(chuàng)新試驗(yàn)區(qū)成功發(fā)射，將新征程01衛(wèi)星、輕舟初樣試飛船和天視衛(wèi)星01星精準(zhǔn)送入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功，首飛任務(wù)服務(wù)于國家重大戰(zhàn)略和重大工程建設(shè)。

此次任務(wù)是力箭二號運(yùn)載火箭（PR-2）的首次飛行，也是力箭系列運(yùn)載火箭第12次發(fā)射，標(biāo)志著力箭家族在大運(yùn)力、低成本、高頻次上再創(chuàng)新高。據(jù)悉，作為我國未來大規(guī)模星座組網(wǎng)和低成本貨運(yùn)任務(wù)的主力運(yùn)載火箭，力箭二號將支撐低成本貨運(yùn)、低軌衛(wèi)星星座部署及碳星等各類科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)。

力箭二號總指揮楊浩亮表示，力箭二號運(yùn)載火箭首飛即服務(wù)國家重大航天工程，發(fā)射了輕舟初樣試飛船，本身就是我國新一代天地貨物運(yùn)輸體系建設(shè)中的一個重要信號?！拔艺J(rèn)為這是中國在空間貨物運(yùn)輸能力布局上，不再局限于單一型號、單一路徑，而是開始形成由多型運(yùn)載工具共同支撐、相互備份、靈活調(diào)配的體系化格局，”楊浩亮說，“這種體系化能力，對于保障空間站長期穩(wěn)定運(yùn)行、提升貨物運(yùn)輸?shù)陌踩耘c可靠性，具有基礎(chǔ)性意義。”

首飛驗(yàn)證三大關(guān)鍵技術(shù)

據(jù)了解，力箭二號是我國首款“通用助推器核心”（Common Booster Core, CBC）構(gòu)型的運(yùn)載火箭，火箭通用芯級直徑3.35米，首飛狀態(tài)整流罩直徑4.2米，總長53米，起飛重量625噸，起飛推力753噸，500公里太陽同步軌道運(yùn)載能力8噸，200公里近地軌道運(yùn)載能力12噸，具有運(yùn)載能力大、可靠性高、可制造性強(qiáng)和可重復(fù)使用等優(yōu)勢。

此次首飛任務(wù)主要驗(yàn)證了火箭的三大關(guān)鍵技術(shù)，包括CBC構(gòu)型應(yīng)用技術(shù)、大直徑光圓筒貯箱結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造工藝技術(shù)、大型整流罩平拋分離技術(shù)。

力箭二號火箭的一大特點(diǎn)是采用了CBC構(gòu)型。力箭二號副總師廉潔介紹說，火箭各子級的直徑都是3.35米，各安裝了3臺發(fā)動機(jī)，一級共有9臺發(fā)動機(jī)。芯一級和助推器采用相同的3.35米構(gòu)型，貯箱、箱間段等各部段設(shè)計相似，能夠在滾動備份的情況下實(shí)現(xiàn)互換互用，“3.35米也是航天行業(yè)的典型尺寸，適合規(guī)?；笊a(chǎn)，供應(yīng)鏈周期、良品率以及成本大幅下降?！绷疂嵳f。

據(jù)悉，作為國內(nèi)首個CBC構(gòu)型火箭，科研人員在研制過程中攻克了大捆綁載荷結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)，適應(yīng)捆綁載荷超過國內(nèi)現(xiàn)有液體火箭50%以上，突破了模態(tài)辨識和試驗(yàn)技術(shù)，通過耦合模態(tài)精細(xì)化仿真分析，實(shí)現(xiàn)了模態(tài)仿真預(yù)示與模態(tài)試驗(yàn)結(jié)果偏差小于4.6%，為火箭高可靠飛行穩(wěn)定控制，后續(xù)可自然拓展到4助推，形成千噸級運(yùn)載火箭，實(shí)現(xiàn)大運(yùn)力需求。

由于采用通用化、組合化、模塊化設(shè)計的先進(jìn)理念，火箭各主要部分設(shè)計為獨(dú)立模塊，實(shí)現(xiàn)了不同模塊的高效復(fù)用與靈活組合，好處是可以像“搭積木一樣造火箭”，力箭二號運(yùn)載火箭可實(shí)現(xiàn)支持0/2/4個捆綁構(gòu)型，即光桿或捆綁2/4個液體助推器的靈活配置，全面覆蓋了 2 噸到 20 噸近地軌道運(yùn)力區(qū)間。

由于運(yùn)力大幅提升，力箭二號滿足國網(wǎng)星座、千帆星座等大規(guī)模低軌星座建設(shè)，空間站低成本貨物運(yùn)輸，以全球碳平衡監(jiān)測、太陽輻射帶探測為代表的空間科學(xué)衛(wèi)星及深空探測載荷等低成本、大規(guī)模實(shí)用發(fā)射需求。此外，力箭二號火箭還可與中科宇航自主研制的力巡一號上面級（PV-1）組合，進(jìn)一步大幅擴(kuò)展火箭可覆蓋的軌道，滿足地球同步軌道、地球同步轉(zhuǎn)移軌道、地球轉(zhuǎn)移軌道等中高軌多星異軌部署需求。

“先進(jìn)的設(shè)計理念和構(gòu)型讓力箭二號運(yùn)載火箭研制費(fèi)用較傳統(tǒng)火箭大幅降低。研制一型，拓展三型的研發(fā)模式做到了設(shè)計共用、模塊共用、試驗(yàn)共用、供應(yīng)鏈與生產(chǎn)線共用、總裝廠房共用、技術(shù)區(qū)廠房共用、發(fā)射工位共用，通過快速拓展能力，大幅縮短多型火箭研發(fā)周期、降低研發(fā)費(fèi)用?！绷疂嵄硎?。

此次發(fā)射驗(yàn)證的第二個關(guān)鍵技術(shù)是大直徑光圓筒貯箱結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造工藝技術(shù)。為了滿足低成本、高頻次需求，力箭二號一二級貯箱筒段均采用了光筒結(jié)構(gòu)形式，相對于傳統(tǒng)網(wǎng)格加筋結(jié)構(gòu)形式，大幅降低了加工制造成本、縮短了生產(chǎn)齊套周期。通過建立精確的光筒貯箱結(jié)構(gòu)分析計算模型，在不低于0.92的結(jié)構(gòu)系數(shù)下，實(shí)現(xiàn)了我國軸壓最大的光筒貯箱，為后續(xù)型號研制提供了試驗(yàn)數(shù)據(jù)和計算方法支撐，也為實(shí)現(xiàn)低成本、高頻次貯箱產(chǎn)品批量化生產(chǎn)制造提供了技術(shù)支撐。

大型整流罩平拋分離技術(shù)是驗(yàn)證的第三個關(guān)鍵技術(shù)。力箭二號為提供更好的衛(wèi)星包絡(luò)空間，整流罩分離采用了平拋分離技術(shù)，使用3套獨(dú)立的氣瓶+冷氣推沖裝置作為分離能源，實(shí)現(xiàn)了分離速度大于5米/秒。科研人員介紹說，較傳統(tǒng)旋拋分離方案整流罩內(nèi)部可用空間更大、可靠性更高，對我國航天型號大直徑整流罩采用平拋分離方式提供了有力技術(shù)支撐。

后續(xù)規(guī)劃將采用集束式回收方案

可重復(fù)使用火箭技術(shù)是當(dāng)下新一代液體火箭的重要發(fā)展趨勢。據(jù)了解，力箭二號后續(xù)規(guī)劃也將采用可重復(fù)使用技術(shù)，以進(jìn)一步降低發(fā)射成本。值得一提的是，火箭采用的是集束式回收方案，即一子級和助推器捆綁在一起，作為一個整體一起回收，而不是一子級和助推器分離后分別回收。

為了實(shí)現(xiàn)可重復(fù)使用，力箭二號運(yùn)載火箭后續(xù)將換裝自研的力擎二號可重復(fù)使用發(fā)動機(jī)，在力箭二號的一子級增加兩個助推器形成力箭二號重型火箭，兩型火箭創(chuàng)新地采用通用芯級捆綁的集束式回收方案。

“這種回收方式具有氣動操縱性更好、著陸沖擊更低、動力冗余能力更強(qiáng)、運(yùn)載能力損失更少等技術(shù)優(yōu)勢，3.35米成熟模塊組合具備短周期實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)的條件，可快速形成千噸級起飛推力，既符合現(xiàn)有航天工業(yè)體系能力，又能高效補(bǔ)齊大運(yùn)力運(yùn)載短板，”廉潔說，“而且一子級多捆綁模塊全部回收的設(shè)計，使回收部分在全箭占比更高，返回用設(shè)備進(jìn)一步精簡，更高效地攤薄全箭發(fā)射成本，為規(guī)模化星座部署提供更強(qiáng)支撐?！?/p>

就在本月上旬，110噸級力擎二號針?biāo)ㄊ揭貉趺河桶l(fā)動機(jī)再次圓滿完成200秒長程試車，這是該型可回收火箭發(fā)動機(jī)研制的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，全面考核了長時工作可靠性。力擎二號采用針?biāo)ㄊ皆O(shè)計，在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)多項創(chuàng)新，所有閥門主密封均采用金屬密封技術(shù)，并通過調(diào)節(jié)閥與開關(guān)閥集成設(shè)計，實(shí)現(xiàn)推力自適應(yīng)調(diào)節(jié)，有效減少組合件數(shù)量、降低發(fā)動機(jī)重量。

楊浩亮表示，目前力箭二號運(yùn)載火箭不回收狀態(tài)下單次發(fā)射成本與SpaceX公司的獵鷹9號運(yùn)載火箭回收狀態(tài)下單次發(fā)射成本基本相當(dāng)，力箭二號后續(xù)實(shí)現(xiàn)回收后成本還有望下降至SpaceX的一半。

在實(shí)現(xiàn)路徑上，中科宇航將通過力鴻系列飛行器先行驗(yàn)證回收技術(shù)，積累回收數(shù)據(jù)、降低研制風(fēng)險，再將回收技術(shù)遷移至中大型運(yùn)載火箭上，采用通用芯級捆綁與集束式回收方案，實(shí)現(xiàn)入軌級大運(yùn)力火箭回收的目標(biāo)。今年1月，力鴻一號首飛完整驗(yàn)證了再入大氣層減速回收、箭體精確落點(diǎn)控制等核心技術(shù)，并計劃于今年進(jìn)行力鴻二號百公里級的回收試驗(yàn)。