新型可重复使用火箭长十二乙首飞成功 我国互联网星座建设再添“利器”

图片说明： 6月1日，长十二乙火箭成功首飞。

本报记者 樊 巍 本报特约记者 杨 成

6月1日，在位于内蒙古的东风商业航天创新试验区中国商火研试发射工位，我国运用长征十二号乙运载火箭遥一箭（以下简称长十二乙火箭），将我国巨型低轨商业卫星星座——“千帆星座”的第十批组网卫星发射升空。随着长十二乙火箭芯一级九台发动机托举着白色箭体刺破苍穹，卫星实现顺利入轨，长十二乙火箭的首飞任务取得圆满成功，中国商业航天队伍就此再添一型“高效率、高安全、高性能、低成本”的主力商业火箭。

为大规模互联网星座建设而生

从外形上看，长十二乙火箭修长而简洁。据《环球时报》记者了解，长十二乙火箭是面向我国大规模互联网星座组网等商业发射需求打造的新一代单芯级四米级重复使用运载火箭，该型火箭也是我国目前运力最大的单芯级火箭。该型火箭全箭总高约72米，直径达4.37米，火箭采用两级构型，两级均为全液氧煤油布局，其一子级搭载的是9台百吨级液氧煤油发动机，起飞推力达800吨，近地轨道运载能力不低于20吨，且具备多轨道任务适应能力。

“长十二乙火箭从一开始就定位明确，我们就是要面向我国的大规模互联网星座组网，打造一型能高密度发射、真正用得起的商业‘主力箭’。”参与研发长十二乙火箭的中国航天科技集团商业火箭有限公司（以下称“中国商火”）火箭专家梁艳迁向《环球时报》记者介绍称，只有构型简洁才可能实现真正的低成本。只有单芯级做到足够强壮，才可能为重复使用留下设计空间。为实现这一目标，火箭做了大量“看不见的减法”。例如箭体结构上，大直径共底贮箱、一体化尾段设计省去多余重量；动力系统上，通过大推力针栓推力室、轻质化涡轮泵、大面积比高空喷管等创新设计持续提升单机性能。系统性减重与发动机挖潜双管齐下，长十二乙稳稳进入20吨级运力俱乐部。

今年是“十五五”开局之年，“十五五”规划纲要提出，适度超前建设新型基础设施。此前公开报道显示，包括中国星网、“千帆星座”在内的我国多个低轨卫星互联网星座，按照规划将发射上万颗卫星，这无疑将对我国的空间运输能力提出巨大需求。而长十二乙火箭的成功首飞将为我国大规模互联网星座快速组网能力提供关键支撑，同时也是航天强国战略在商业航天领域落地生根的有力见证。

智能容错成就“九机并联”

作为目前我国运力最大的四米级单芯级火箭，长十二乙的一子级使用9台百吨级液氧煤油发动机并联布局。

据了解，这种高度集约的动力系统设计实现了火箭性能的跃升，显著提升了火箭的运载能力与任务适应性，但同时也带来了前所未有的控制挑战——多台火箭发动机协同工作，一旦其中某台发动机或其伺服系统出现故障，其余发动机在调整推力方向时极易因活动空间受限而发生机械碰撞，带来安全隐患。

面对这一难题，中国航天科技集团八院803所控制系统研制团队创新提出“多执行机构故障诊断与系统重构”技术。中国航天科技集团技术专家张浩向《环球时报》记者介绍称，通过构建高精度动力学与控制耦合模型，火箭的控制系统可实现对每台发动机工作状态的毫秒级实时感知与精准诊断。一旦检测到故障，系统立即启动智能重构机制，通过自动识别失效部件，动态分配控制指令，指挥剩余健康的发动机“协同补位”，在不发生物理干涉的前提下，精准维持箭体姿态稳定与飞行轨迹。

“这一技术使火箭能够实现更灵活的‘智能安全飞行’，赋予火箭在复杂工况下的生存能力与任务适应性，进一步提升火箭故障后的安全决策智能化水平，为商业火箭实现高安全性、高效率的重复使用提供了关键支撑，是迈向可重复使用的重要一步。”张浩称。

如果说控制系统是火箭的“大脑”，那么飞行软件的作用就是用代码将指令送达“神经末梢”。中国航天科技集团技术专家欧峰向《环球时报》记者介绍称，长十二乙多发动机并联控制有着极高的时序匹配要求，为此，研制团队采用TSN高速总线技术（时间敏感网络），它在标准以太网之上，构建一套精密的“交通规则”，让关键数据拥有专属“快车道”，实现箭上所有设备“心跳一致”，保证指令低延时、零丢包，为复杂飞行任务筑牢安全防线。

中国航天科技集团技术专家石华云称，“长十二乙采用基于国产龙芯芯片的箭载计算机及国产操作系统。针对国产架构与生态重构带来的适配挑战，科研团队迎难而上，自主重构核心交互逻辑与调度算法，成功打通底层协议栈与上层应用间的‘任督二脉’，确保了国产化适配在型号中的顺利应用。”

气动推冲分离取代“空中爆破”

随着长十二乙火箭点火升空、直冲云霄，此次火箭在万米高空上演的“级间分离”不同以往，一场“太空分家”，暗藏着提升火箭飞行效率的“大秘密”。

“火箭的每1克重量都至关重要，传统火箭的一二级分离要依靠火工品在空中‘爆破解锁’。火工品解锁就像突然被人推了一把，冲击力会让箭体产生微小变形，为了保护箭体，我们得额外加固结构，这就增加了重量。”中国航天科技集团技术专家陈洋向《环球时报》记者介绍称，传统火工品的热分离方式需要先点火、开排焰口，箭体不光滑、风阻大，这就如同穿着带口袋的外套跑步。

而长十二乙火箭则创新性地在一二级分离环节中采用了气动推冲分离技术，在分离环节没有爆炸式的冲击，没有刺眼的火焰，全程靠干净的气体推力完成一二级的分离动作。据《环球时报》记者了解，相较于传统火工品分离技术，气动推冲分离的优势全面且突出，真正实现了安全、稳定、高效三者的高度统一。

据介绍，放眼未来，随着长十二乙火箭规模化量产，该型火箭将以高密度发射态势，持续提升我国进入空间能力，为大规模互联网星座组网提供坚强支撑。与此同时，中国商火正沿着“分步验证、持续迭代”的技术路径，推进重复使用技术攻关，目标是以更经济、更高效的方式实现天地往返运输，让更多“中国星”以更快速度、更低成本进入轨道。▲