长征十一号
武器别名 长征十一号运载火箭、LM-11、CZ-11
长征十一号运载火箭是由中国航天科技集团公司所属中国运载火箭技术研究院(航天一院)研制的新型四级全固体运载火箭,是中国长征系列运载火箭家族第一型固体运载火箭。该火箭主要用于快速机动发射应急卫星,满足自然灾害、突发事件等应急情况下微卫星发射需求。
火箭全长20.8米,重58吨,起飞推力120吨,700公里太阳同步轨道运载能力400公斤,低轨运载能力可达700公斤。火箭在接到任务命令后,24小时内完成星箭技术准备和发射任务,其中在发射点的发射准备时间不大于1小时,具备“日发射”能力。
2015年9月25日,作为我国长征系列运载火箭家族第一型固体运载火箭、我国新一代运载火箭中唯一一型固体火箭的长征十一号运载火箭在酒泉卫星发射中心首飞成功。低轨运载能力达2吨的长征十一号甲固体运载火箭正在论证中。
2019年6月5日12时06分,长征十一号运载火箭在我国黄海海域成功实施首次海上发射,以“一箭七星”方式,将七颗卫星送入预定轨道,填补了我国运载火箭海上发射空白。
- 名称
长征十一号运载火箭
- 研制单位
中国运载火箭技术研究院
- 首飞时间
2015年9月25日
- 推进方式
固体燃料
研制背景
通常需要寻求搭载发射,而搭载发射多颗卫星的最佳工作轨道可能难以统一,卫星间的结构协调和电磁兼容也是需要解决的问题,这就制约了搭载发射的选择范围。因此,经济型小型火箭的研制需求越来越旺盛。
同时,应对突发自然灾害等应急型任务的需求也催生了快速响应航天技术的发展。应急卫星需要实现快速集成总装和快速在轨测试,从而实现快速响应发射。“长十一”的研制目的之一就是为了满足快速响应航天任务的需要,实现24小时快速发射。
长征十一号小型固体运载火箭的诞生,是小卫星蓬勃发展、快速响应航天概念的提出、固体动力技术进步共同牵引的结果。
结构特点
长征十一号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。火箭系统由固体运载火箭、发射支持系统组成,一级采用中国最大规模和推力的固体火箭发动机,可牵引大型固体发动机和运载火箭固体助推器技术的发展。
火箭具有可整体贮存、操作简单、发射成本低、发射周期短的特性,它最大的优势是“快速、便捷、灵活”,可实现卫星快速组网和补网,能很好地满足自然灾害、突发事件等应急发射需求。
动力系统
火箭一级发动机采用的固体发动机是目前我国推力最大的固体发动机,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。面对技术难度大、研制时间紧、多项设计及工艺技术无成熟经验等困难,四院研制队伍大胆创新、攻坚克难,在2年内实现了首台全尺寸发动机地面热试,成功突破了4项重大关键技术;在3年内全面完成了方案和初样研制工作,实现了该发动机多台次地面大型联试成功。发动机性能指标全部满足总体要求,并接近国际先进水平,刷新了我国固体发动机研制史上多项纪录。
技术突破
固体推进
液体和固体火箭不同的优缺点,使它们在民用和军用市场上各有所长。实际上,运载火箭和导弹本就是一脉同源,现代意义上最早的火箭就是德国在二战时研制的V2弹道导弹,采用液氧加酒精的液体燃料组合。后来航天工业大发展时代,民用和军用细分越来越明显,追求经济和环保的民用火箭就全面采用液体燃料;而追求反应速度和维护性的军用导弹,则采用固体燃料设计。
复合材料整流罩
相对于常规运载火箭采用金属框和金属桁条结构的整流罩,由航天材料及工艺研究所研制的长征十一号火箭的整流罩采用全碳纤维增强复合材料制成。这种黑色的全新整流罩不仅刚度和强度大,重量也很轻。
长十一遥三火箭的整流罩只分成两个半罩生产,是锥柱一体的结构,能承受各种复杂外力作用的能力更强,性能更高。相比于液体火箭部段组合的方式,生产精度要比原来提高一倍。
长十一火箭采用兼顾热、力、介质、施工等环境适应性的防热涂层,实现了整流罩涂层的大面积变厚度连续自动化喷涂和均匀性控制,涂层减重20%,在保证热防护效能的基础上进一步降低了结构重量,使运载能力提高了20%。
无依托发射
除了24小时内完成发射准备外,还必须具备全天候、无依托发射的能力。所谓无依托发射,就是不需要专门的火箭发射场,不需要勤务塔、不需要脐带塔、不需要导流槽,连发射台都不需要,只要有一片平地就可以了。
与导弹的差异
长征十一号在设计上与战略导弹有几点不同,首先是对成本的控制要求更高;比如在火箭壳体结构上就比较省钱,没有采用复合材料结构,而是采用金属铸造工艺。还有就是,比如第四级的控制舱,结构是沿用原来长征系列火箭的老式设计。
另一方面,长征十一号火箭同时承担新型技术验证平台的角色,比如它的第一级火箭,是中国推力、燃烧室装药量、柔性喷管尺寸等方面最大的型号,刷新了中国固体火箭发动机研制历史的多项纪录。这方面的性能和成本,就比现役的东风-31甚至是东风-41都要高。
海上商业发射
近年来,许多地处赤道地区的国家对发射近赤道、低倾角卫星的需求越来越旺盛。发射这类卫星,离赤道越近,运载能力损失越小,发射成本越低。因此在靠近赤道的海上进行火箭发射,成为许多航天强国争相开发的一种发射模式。
海上发射对火箭的性能提出了更高的要求:大洋之中补给能力有限,火箭的测试发射工作应力求;在发射时,还要面对海面的晃动和高温热流的引导等问题,需要运载火箭采用合适的控制与发射方式。
意义与优势
研制意义
长征十一号运载火箭的发射成功,标志着中国在固体运载火箭领域关键技术上取得重大突破,对于完善中国运载火箭型谱、提升进入空间能力,具有重要意义。
长征十一号火箭可满足不同任务载荷、不同轨道的多样化发射需求,有力地促进了中国小卫星的规模化发展与应用。
长征十一号箭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。
作为我国长征系列火箭家族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。
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,对提升我国快速进入空间能力具有里程碑意义,有力促进了我国小卫星的规模化发展和应用。
竞争优势
1.“长十一”数百公斤级的近地轨道运载能力可满足80%以上小卫星的发射需求,而且其发射小卫星可以省去搭载发射需要解决的轨道协调、结构协调、电磁兼容协调等问题。
2.“长十一”能够为小卫星提供最优化、最灵活的发射服务,使小卫星也拥有主载荷享有的优先权,获得个性化订制服务。
3.“长十一”使用标准的星箭接口。
4.“长十一”具备24小时发射准备时间和机动发射带来的快速响应能力。
5.“长十一”的发射场地简单、测发操作便捷优势,也使其能够应对复杂恶劣的条件。
火箭成就
长征十一号运载火箭已创造出11项中国第一:
第一型国家立项的固体运载火箭;
第一型实现小时级发射的运载火箭;
第一型具备机动发射能力的运载火箭;
第一型具备长期贮存能力的运载火箭;
第一型可无依托发射的运载火箭;
第一型适应复杂发射环境的运载火箭;
第一型具备实用运载能力的固体运载火箭;
第一型适合小卫星快速发射的运载火箭;
第一型四级全固体运载火箭;
第一型向外国卫星提供搭载服务的固体运载火箭;
中国目前规模最大的固体运载火箭。
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