力箭二号火箭首飞成功 首次发射即服务于国家重大航天工程

3月30日19时00分，中科宇航力箭二号遥一运载火箭在东风商业航天创新试验区成功发射，将新征程01卫星、新征程02卫星和天视卫星01星精准送入预定轨道，发射任务取得圆满成功，首飞任务服务于国家重大战略和重大工程建设。

此次任务是力箭二号运载火箭（PR-2）的首次飞行，也是力箭系列运载火箭第12次发射，标志着力箭家族在大运力、低成本、高频次上再创新高。据悉，作为我国未来大规模星座组网和低成本货运任务的主力运载火箭，力箭二号将支撑低成本货运、低轨卫星星座部署及碳星等各类科学实验卫星发射任务。

力箭二号总指挥杨浩亮表示，力箭二号运载火箭首飞即服务国家重大航天工程，本身就是我国新一代天地货物运输体系建设中的一个重要信号。“我认为这是中国在空间货物运输能力布局上，不再局限于单一型号、单一路径，而是开始形成由多型运载工具共同支撑、相互备份、灵活调配的体系化格局，”杨浩亮说，“这种体系化能力，对于保障空间站长期稳定运行、提升货物运输的安全性与可靠性，具有基础性意义。”

首飞验证三大关键技术

据了解，力箭二号是我国首款“通用助推器核心”（Common Booster Core, CBC）构型的运载火箭，火箭通用芯级直径3.35米，首飞状态整流罩直径4.2米，总长53米，起飞重量625吨，起飞推力753吨，500公里太阳同步轨道运载能力8吨，200公里近地轨道运载能力12吨，具有运载能力大、可靠性高、可制造性强和可重复使用等优势。

此次首飞任务主要验证了火箭的三大关键技术，包括CBC构型应用技术、大直径光圆筒贮箱结构设计与制造工艺技术、大型整流罩平抛分离技术。

力箭二号火箭的一大特点是采用了CBC构型。力箭二号副总师廉洁介绍说，火箭各子级的直径都是3.35米，各安装了3台发动机，一级共有9台发动机。芯一级和助推器采用相同的3.35米构型，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，适合规模化大生产，供应链周期、良品率以及成本大幅下降。”廉洁说。

据悉，作为国内首个CBC构型火箭，科研人员在研制过程中攻克了大捆绑载荷结构设计技术，适应捆绑载荷超过国内现有液体火箭50%以上，突破了模态辨识和试验技术，通过耦合模态精细化仿真分析，实现了模态仿真预示与模态试验结果偏差小于4.6%，为火箭高可靠飞行稳定控制，后续可自然拓展到4助推，形成千吨级运载火箭，实现大运力需求。

由于采用通用化、组合化、模块化设计的先进理念，火箭各主要部分设计为独立模块，实现了不同模块的高效复用与灵活组合，好处是可以像“搭积木一样造火箭”，力箭二号运载火箭可实现支持0/2/4个捆绑构型，即光杆或捆绑2/4个液体助推器的灵活配置，全面覆盖了 2 吨到 20 吨近地轨道运力区间。

由于运力大幅提升，力箭二号满足国网星座、千帆星座等大规模低轨星座建设，空间站低成本货物运输，以全球碳平衡监测、太阳辐射带探测为代表的空间科学卫星及深空探测载荷等低成本、大规模实用发射需求。此外，力箭二号火箭还可与中科宇航自主研制的力巡一号上面级（PV-1）组合，进一步大幅扩展火箭可覆盖的轨道，满足地球同步轨道、地球同步转移轨道、地球转移轨道等中高轨多星异轨部署需求。

“先进的设计理念和构型让力箭二号运载火箭研制费用较传统火箭大幅降低。研制一型，拓展三型的研发模式做到了设计共用、模块共用、试验共用、供应链与生产线共用、总装厂房共用、技术区厂房共用、发射工位共用，通过快速拓展能力，大幅缩短多型火箭研发周期、降低研发费用。”廉洁表示。

此次发射验证的第二个关键技术是大直径光圆筒贮箱结构设计与制造工艺技术。为了满足低成本、高频次需求，力箭二号一二级贮箱筒段均采用了光筒结构形式，相对于传统网格加筋结构形式，大幅降低了加工制造成本、缩短了生产齐套周期。通过建立精确的光筒贮箱结构分析计算模型，在不低于0.92的结构系数下，实现了我国轴压最大的光筒贮箱，为后续型号研制提供了试验数据和计算方法支撑，也为实现低成本、高频次贮箱产品批量化生产制造提供了技术支撑。

大型整流罩平抛分离技术是验证的第三个关键技术。力箭二号为提供更好的卫星包络空间，整流罩分离采用了平抛分离技术，使用3套独立的气瓶+冷气推冲装置作为分离能源，实现了分离速度大于5米/秒。科研人员介绍说，较传统旋抛分离方案整流罩内部可用空间更大、可靠性更高，对我国航天型号大直径整流罩采用平抛分离方式提供了有力技术支撑。

后续规划将采用集束式回收方案

可重复使用火箭技术是当下新一代液体火箭的重要发展趋势。据了解，力箭二号后续规划也将采用可重复使用技术，以进一步降低发射成本。值得一提的是，火箭采用的是集束式回收方案，即一子级和助推器捆绑在一起，作为一个整体一起回收，而不是一子级和助推器分离后分别回收。

为了实现可重复使用，力箭二号运载火箭后续将换装自研的力擎二号可重复使用发动机，在力箭二号的一子级增加两个助推器形成力箭二号重型火箭，两型火箭创新地采用通用芯级捆绑的集束式回收方案。

“这种回收方式具有气动操纵性更好、着陆冲击更低、动力冗余能力更强、运载能力损失更少等技术优势，3.35米成熟模块组合具备短周期实现规模化生产的条件，可快速形成千吨级起飞推力，既符合现有航天工业体系能力，又能高效补齐大运力运载短板，”廉洁说，“而且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，返回用设备进一步精简，更高效地摊薄全箭发射成本，为规模化星座部署提供更强支撑。”

就在本月上旬，110吨级力擎二号针栓式液氧煤油发动机再次圆满完成200秒长程试车，这是该型可回收火箭发动机研制的关键节点，全面考核了长时工作可靠性。力擎二号采用针栓式设计，在技术上实现多项创新，所有阀门主密封均采用金属密封技术，并通过调节阀与开关阀集成设计，实现推力自适应调节，有效减少组合件数量、降低发动机重量。

杨浩亮表示，目前力箭二号运载火箭不回收状态下单次发射成本与SpaceX公司的猎鹰9号运载火箭回收状态下单次发射成本基本相当，力箭二号后续实现回收后成本还有望下降至SpaceX的一半。

在实现路径上，中科宇航将通过力鸿系列飞行器先行验证回收技术，积累回收数据、降低研制风险，再将回收技术迁移至中大型运载火箭上，采用通用芯级捆绑与集束式回收方案，实现入轨级大运力火箭回收的目标。今年1月，力鸿一号首飞完整验证了再入大气层减速回收、箭体精确落点控制等核心技术，并计划于今年进行力鸿二号百公里级的回收试验。