2024年11月30日晚間，我國(guó)首型4米級(jí)運(yùn)載火箭——長(zhǎng)征十二號(hào)運(yùn)載火箭在海南商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射，將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星和技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星03星送入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。

長(zhǎng)十二火箭由中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司八院抓總研制，火箭采用兩級(jí)最簡(jiǎn)構(gòu)型和4米級(jí)單芯級(jí)設(shè)計(jì)，全長(zhǎng)約62米，起飛質(zhì)量約430噸。其近地軌道運(yùn)載能力不小于12噸、700公里太陽(yáng)同步軌道運(yùn)載能力不小于6噸，是我國(guó)目前運(yùn)力最強(qiáng)的兩級(jí)單芯級(jí)火箭，并可根據(jù)任務(wù)需求適配5.2米、4.2米直徑構(gòu)型的整流罩，支持單星、多星不同軌道發(fā)射。

在我國(guó)運(yùn)載火箭研制初期，受到運(yùn)輸條件的限制，特別是鐵路隧道運(yùn)輸寬度與高度的要求，我國(guó)長(zhǎng)征系列中型運(yùn)載火箭一直沿用3.35米的箭體直徑。現(xiàn)在，長(zhǎng)征系列火箭家族迎來(lái)了新的“健壯”構(gòu)型，與傳統(tǒng)火箭相比，長(zhǎng)十二火箭的箭體直徑提升至3.8米，實(shí)現(xiàn)推進(jìn)劑裝填量提升30%，火箭模塊的推力性能提升108%。它仿佛一名身形健碩的短跑運(yùn)動(dòng)員，能以更輕快的身姿、更輕松的起跑，托舉更重的載荷。

“3.8米的箭體直徑，可以同時(shí)容納4臺(tái)1250千牛的液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)箭體直徑與發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量的最佳適配。再配上兩級(jí)‘光桿’構(gòu)型，實(shí)現(xiàn)了火箭運(yùn)載能力的大幅提升。”中國(guó)航天科技集團(tuán)八院梁建國(guó)介紹，長(zhǎng)十二火箭就是為了商業(yè)航天而生，研制過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)反復(fù)調(diào)整、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，把一個(gè)個(gè)“不確定”變?yōu)殚L(zhǎng)十二如今的模樣。

不過(guò)，大長(zhǎng)細(xì)比、大整流罩、無(wú)尾翼、無(wú)助推……長(zhǎng)十二火箭的每一個(gè)特點(diǎn)，都指向了一個(gè)難題——晃動(dòng)?！盎鸺Q立在塔架上的時(shí)候像一支鋼筆，點(diǎn)火起飛后，發(fā)動(dòng)機(jī)巨大的推力作用加上貯箱里燃料的晃動(dòng)和外界環(huán)境影響，如果在慢鏡頭下，火箭會(huì)像一支剛離弦的箭，有輕微的彎曲和扭轉(zhuǎn)，我們稱之為低頻振動(dòng)?！敝袊?guó)航天科技集團(tuán)八院賀從園解釋，這會(huì)給火箭的箭體結(jié)構(gòu)帶來(lái)威脅，也會(huì)成為姿態(tài)控制的“噪音”。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)通過(guò)“速率陀螺優(yōu)選+校正網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化”設(shè)計(jì)，抑制低頻彈性，確?？刂葡到y(tǒng)準(zhǔn)確識(shí)別姿態(tài)信息，精確實(shí)施姿態(tài)控制。

在發(fā)射過(guò)程中，長(zhǎng)十二火箭還擁有更聰慧的大腦。在火箭點(diǎn)火起飛前，新研制的牽制釋放系統(tǒng)在診斷點(diǎn)火工作正常后才會(huì)完成釋放，幫助火箭順利起飛。發(fā)射升空后，智能健康診斷系統(tǒng)將對(duì)火箭進(jìn)行實(shí)時(shí)“體檢”，對(duì)采集到的火箭狀態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的箭上監(jiān)測(cè)和診斷，一旦發(fā)現(xiàn)故障，可進(jìn)行故障隔離，同時(shí)實(shí)施飛行任務(wù)的重新規(guī)劃，為火箭在線生成新的飛行軌跡，確保衛(wèi)星準(zhǔn)確進(jìn)入原定軌道。

高強(qiáng)度、輕質(zhì)化、高剛度的鋁鋰合金，也第一次被應(yīng)用在火箭制造中。長(zhǎng)十二火箭的二級(jí)貯箱就應(yīng)用了這種新材料，相比于一般長(zhǎng)征系列火箭采用的第二代鋁合金材料，其結(jié)構(gòu)重量可減輕10%至15%、抗拉強(qiáng)度提升28%、屈服強(qiáng)度提升50%。這使得長(zhǎng)十二火箭在保證結(jié)構(gòu)承載的同時(shí)，箭體更加輕質(zhì)化，有效促進(jìn)運(yùn)載能力和運(yùn)載效率的提升。

承擔(dān)本次發(fā)射任務(wù)的海南商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)，是我國(guó)首個(gè)商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)。其建設(shè)的二號(hào)發(fā)射工位是我國(guó)首個(gè)液體通用型發(fā)射工位，采用水平轉(zhuǎn)運(yùn)、水平組裝和水平測(cè)試的“三平模式”，可兼容十余型液體火箭的發(fā)射。當(dāng)海南商發(fā)的首次發(fā)射任務(wù)遇到長(zhǎng)十二首飛任務(wù)，其里程碑意義不言而喻。為實(shí)現(xiàn)“三平”測(cè)發(fā)模式，航天科技集團(tuán)八院149廠研制了海南商發(fā)二號(hào)工位箭體起豎系統(tǒng)、全箭模塊化運(yùn)輸車(chē)、3.8米滾動(dòng)對(duì)接裝備、5.2米整流罩垂直水平合罩裝置、加注供配氣等上百套新裝備，助力二號(hào)工位實(shí)現(xiàn)完美“首秀”。

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記者：劉蘇雅