世界第一型全固体捆绑式中型运载火箭
“引力一号”(YL-1)为东方空间(山东)科技有限公司推出的“引力”系列运载火箭的第一型,面向低轨中小卫星大规模组网需求。该箭为采用三级半构型的全固体捆绑式中型运载火箭,由芯一级、芯二级、芯三级以及芯一级周身捆绑的4枚助推器构成,其中芯一级配备1台SR-2500固体火箭发动机,推力达255吨,喷管出口直径达到2.4m,综合性能国内领先;单枚助推器配备1台固体发动机,单台推力达150吨以上;该箭可选配直径3.8米和4.2米整流罩,提供了巨大的载荷空间。
![](http://image109.360doc.cn/DownloadImg/2023/02/1500/260701685_2_20230215122802756.jpeg)
“引力一号”火箭长31.4米,起飞质量 400吨,起飞推力超过600吨,推重比超过1.5,其近地轨道(LEO)运载能力6.5吨,运载系数约1.63%,500千米太阳同步轨道(SSO)运载能力 4.2吨,运载系数1.05%,700千米SSO运力3.7吨,运载系数约0.93%。
![](http://image109.360doc.cn/DownloadImg/2023/02/1500/260701685_3_20230215122803568.jpeg)
相对于世界现役固体火箭而言,“引力一号”无论是体量还是运力均实现了大幅超越。现役运力最强的固体火箭是欧空局的“织女星-C”,其起飞质量210吨,起飞推力约459吨,700千米极地轨道运力为2.3吨,可以推导出该火箭700千米SSO运力接近2.3吨。相较而言,“引力一号”的起飞质量高出190吨,700千米SSO运力高出近1.4吨,将成为世界起飞量级最大、运力最强的固体运载火箭。同时,采用集束捆绑的“引力一号”也是中国乃至世界航天史上第一型全固体捆绑式中型运载火箭。
在火箭“上面”做文章,运力和效率大幅提升!
固体火箭固然拥有推力大、可靠性高、测发周期短等优点,但是也拥有发动机比冲低的缺点,导致运载效率较液体火箭差距较大,尤其是将固体火箭用作火箭末级时,其比冲低的缺点越发突出,这在“引力一号”火箭身上亦是如此。
![](http://image109.360doc.cn/DownloadImg/2023/02/1500/260701685_4_20230215122803771.png)
为了进一步提升火箭运力和运载效率,“引力一号”还规划了置换火箭芯三级的改进型,改用配备液氧煤油发动机的火箭级段。该改进型长36米,增加了4.6米,起飞质量410吨,增加了10吨,提升率2.5%,500千米SSO运力5.9吨,提升了1.7吨,提升率达到约40%,推动运载系数提升至1.44%。通过置换液体末级,小幅提升体量带来了运力和效率的大幅提升,将是“引力一号”火箭的一次升级迭代。
海陆兼容,支持高频灵活发射
在世界范围内,运载火箭大都采用陆上发射方式,虽然便于建设大规模的发射场系统,有利于中大型火箭开展发射活动,但是陆射特别是内陆发射场发射也存在射向受限、发射轨道倾角受限等固有缺陷,而这些都能通过海上发射得到有效解决。面向未来常态化、便捷化、规模化的商业发射需求,“引力一号”将打造陆海兼容的发射能力。相较于陆射,海射具有3大优势。
![](http://image109.360doc.cn/DownloadImg/2023/02/1500/260701685_5_2023021512280452.jpeg)
第一,海上发射能提升发射安全性和任务适应性。采用陆射模式时,火箭残骸落区规划需考虑避开人口与经济密集区,而采用海射模式的航区、落区则主要分布在无人海域,可以提升安全性、增加射向范围,满足多种轨道发射任务的要求。第二,海上发射点位更加灵活,能最大程度发挥火箭运力,提升经济性。海上发射船或移动平台可以机动至低纬度地区进行发射,能够最大限度地借力地球自转、减少火箭推进剂消耗,提高火箭运力、降低发射成本。第三,海上发射还可以突破公路、铁路运输对火箭尺寸的限制。此外,海上发射基础设施的建设和技术积累,将为火箭海上回收奠定良好基础。
![](http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif)
为支持“引力一号”等火箭的海上发射,东方空间在东方航天港建设了火箭总装集成测试中心(AIT中心),达产后可实现年产20发运载火箭能力。依托AIT中心和东方航天港相关基础设施,东方空间形成“一站式”海上发射服务,可实现“出厂即进场”,5千米内完成总装、测试、发射全流程。
![](http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif)
通过打造陆海兼容的发射能力,“引力一号”将能最大程度地利用我国现有的海陆发射场资源,拥有高频测发能力并能灵活匹配发射时间,满足商业发射特别是卫星大规模组网任务需求。
![](http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif)
“引力一号”的研制过程,突破了陆海兼顾中型运载火箭总体设计、集束捆绑多学科耦合设计、面向批量化制造结构设计、中型运载火箭快速响应流程规划及勤务保障等关键技术,拥有运力强大、高频测发、成本低廉、快速响应、大空间、简洁发射等优势,将是商业航天发射市场的强有力竞争者。
![](http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif)
按计划,“引力一号”火箭将于2023年下半年在海上实现首飞,目前该型号已陆续完成总体系统、末修姿控系统、航电系统联调、伺服机构带载、固体动力系统、海上无线通讯设备等多项关键试验。面对海上发射,东方空间现已完成发射船改造方案设计并开始实施。东方空间成立于2020年6月,通过成熟技术的系统集成创新,实现了成立3年内快速完成我国首型高附加值中型商业运载火箭“引力一号”的研发。
大白高国