“金牌火箭”書寫百次發射傳奇

4月20日深夜，我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭，成功發射第44顆北斗導航衛星。這是北斗三號系統的首顆傾斜地球同步軌道衛星。

這次發射創造了中國航天史上又一項紀錄：長征三號乙（簡稱“長三乙”）和“哥哥”長征三號甲（簡稱“長三甲”）、“弟弟”長征三號丙（簡稱“長三丙”）組成的長征三號甲系列火箭，共完成100次發射，成為我國第一個發射任務次數過百的單一系列運載火箭。

在“三化”設計理念的指導下

此次發射成功後，中國工程院院士、中國航天科技集團一院長征系列運載火箭高級顧問龍樂豪感慨萬千，他用“長征驕子創新擔大任”總結了長三甲系列火箭25年的發展歷程：“在長征系列火箭中，不論是從設計之初的頂層規劃及總體技術方案的前瞻性、全局性、適應性，還是從技術先進性以及所承擔任務的重要性來説，長三甲系列火箭都是當之無愧的佼佼者。”

長三甲系列火箭始終貫徹“系列化、組合化、通用化”的“三化”設計理念，即將長三甲、長三乙、長三丙作為一組系列火箭進行模塊化、組合化與整體化優化設計。其中，長三甲火箭是在長征三號火箭的基礎上重新設計第三級形成的大型三級低溫液體火箭，全長52.5米，一、二子級直徑3.35米、三子級直徑3.0米，地球同步轉移軌道的運載能力達到2.6噸；在長三甲火箭的芯一級捆綁4個2.25米的助推器，就派生出長三乙火箭，它全長55米，GTO軌道運載能力達5.1噸，當時位居世界第二位；在長三甲火箭的基礎上捆綁兩個2.25米助推器，又組合成長三丙火箭，地球同步轉移軌道的運載能力可達3.9噸。

“三化”設計理念對長三甲及其發展型火箭的形成和大型火箭的發展規劃起到了重要的指導作用。如今，作為長征系列運載火箭高強密度發射的主力，長征三號甲系列火箭是我國目前高軌道上發射次數最多、成功率最高的。北斗工程從一期到三期，探月工程從嫦娥一號到嫦娥四號，全部由長三甲系列火箭實施發射，截至目前，共將48顆北斗導航衛星、4顆嫦娥探測器成功送入預定軌道，為我國未來航天事業的發展創造了良好條件。

眾多“首次”不斷刷新紀錄

25年的100次發射，使得長三甲系列火箭無論從技術、管理、研製生産能力和各項保障上都創造出許多首次，不斷刷新著自身的紀錄。

為使系列火箭的總體技術性能達到國際一流水平，在繼承成熟技術的同時，研製人員在設計中採用了60%至70%的新技術。其中，重要技術共108項、重要技術創新項目22項、重大關鍵技術項目4項。例如，YF-75氫氧發動機是重新設計用於三級的氫氧發動機，經過艱苦紮實的工作，研製人員攻克了一道道技術與工藝難題，發動機的結構可靠性首飛時已經達到0.97；動調陀螺四軸平臺的研製成功，是我國近20年來在火箭慣性器件方面的一項重大突破；而低溫氫氣能源雙向搖擺伺服機構，採用低溫氫氣氣動機作為伺服機構的一次能源，不僅為國內首創，在國外也未見先例。

隨著中國探月工程和北斗導航工程的立項研製，長三甲系列火箭迎來了更大的挑戰。探月工程發射任務實現了火箭“零窗口”“多窗口”發射技術、地月轉移軌道發射技術等突破，拓展了長征火箭的發射能力，為後續深空探測打下堅實基礎。在發射北斗衛星的過程中，更是突破了以中圓轉移軌道設計、起飛滾轉、高空風雙向風補償等為代表的多項關鍵技術，為工程建設作出突出貢獻。

由於採用環保高效且技術難度大的液氫/液氧推進劑，長三甲系列火箭三子級的比推力堪稱世界一流。所謂比推力，就是火箭在單位時間內消耗單位推進劑所産生的推力。衡量一型火箭是否先進，還有一個關鍵指標——有效載荷系數，即火箭運送衛星的重量除以它的起飛重量得出的系數。“就像兩個舉重運動員，舉的重量一樣，誰的體重更輕，誰就贏了。火箭也是一樣的道理，同樣的起飛重量，發射的衛星越大，有效載荷系數越大，火箭就越先進。當時長三甲的有效載荷系數位居世界第三。”龍樂豪説。

“三兄弟”勇闖國際市場

長三甲火箭立項之初的目標本是實施我國第二代衛星通信工程，然而，以龍樂豪為代表的第一代研製人員卻把目光瞄向了更大的市場，計劃在國際發射服務市場大幹一場。

“我國早在1985年就提出，要把長征火箭投入到國際市場，這給我們指明了方向。”龍樂豪回憶，當時長三甲火箭的目標運載能力是2.5噸，與國際發射服務市場還有較大差距，於是他和同事們想到了一個好的技術解決途徑——“上改下捆，先改後捆”，即先研製出一個基礎型號長三甲，然後通過捆綁不同數量的助推器，使火箭在地球同步軌道的運載能力從2.5噸延伸到5.5噸，形成一個佈局合理的火箭小家族，以滿足國際上大多數衛星的發射需求。“‘三兄弟’中，‘大哥’長三甲體力最小，‘二哥’長三乙力氣最大，‘三弟’長三丙次之。所以，你想打什麼樣的衛星，都沒問題。”龍樂豪打趣道。

截至2018年12月，長三甲系列火箭先後承擔了16次國際商業發射任務，為多個國家和地區發射了衛星，全部取得圓滿成功。其中，鑫諾一號衛星的發射服務項目使長三甲系列火箭打開了歐洲市場；在尼日利亞衛星項目中，首次實現了整星出口，首次以在軌交付方式為國際用戶提供宇航系統集成的一攬子服務；通過“老撾一號”衛星發射任務，型號研製隊伍探索出一條從航天製造、發射、地面保障到系統應用的全産業鏈一站式服務之路。

時代在進步，技術在發展。未來隨著火箭的更新換代，長三甲系列也終將退出歷史舞臺，衍生出新的型號。龍樂豪表示：“青出於藍而勝於藍，相信它的後續型號一定能夠繼承發揚長三甲系列的優良基因，充分汲取新一代火箭的新成果，從‘中國的金牌’創新發展成‘世界的金牌’。”

顯然，里程碑式的第100次發射，是長三甲系列火箭以及中國航天人新的起點。（記者 張蕾 通訊員 王涑）