戴品华/摄影

6月25日20时00分，我国在海南文昌航天发射场用全新研制的长征七号运载火箭托举“升级版”太空摆渡车——远征一甲上面级顺利升空，约603秒后，载荷组合体与火箭成功分离，进入近地点200千米、远地点394千米的椭圆轨道，长征七号运载火箭首次发射圆满成功。

据长征七号总体副主任设计师、航天科技集团一院徐利杰介绍，“长七”火箭在动力、结构、体制、环境、测发、布局方面具备一系列新的特点。火箭采用我国具有自主知识产权的两种新型液氧煤油发动机，较常规推进剂比冲提高了20%，推力提高了60%。由此，为了储存更多燃料，它的助推器长约27米，接近现役火箭助推器长度的2倍。与传统火箭固定助推器需要两个捆绑点相比，“长七”火箭又增加了一个捆绑点，降低了控制系统设计难度，使可靠性大幅提升。

徐利杰介绍，新的研发体制是使“长七”火箭可靠性提升的重要保障。例如，长征七号是按照载人航天标准设计的火箭，控制系统和增压系统实现了冗余，使得设计可靠性得到大幅高。“长七”火箭还使用了新型总线控制，实现了遥、外测一体化设计，采用天基测控实现了重要数据的中继传输。

“长七”火箭电气系统总体设计师、航天科技集团一院王子瑜介绍，与传统火箭相比，“长七”火箭采用了三冗余的1553B总线架构，不仅简化了电气系统架构，增强了系统的可靠性同时确保了良好的容错性和故障隔离，提高了测试的便捷程度。

针对此次海南发射场气候潮湿、降水量大等特点，在火箭研制之初，设计团队就将 “防水”工作列为重中之重。例如在部段对接处、细小的孔径和缝隙处都要做防水处理；在排气孔处，实现排气防水双功能并举等。“长七”火箭采用的“新三垂”测发模式，转场过程中保持了箭/地气、液、电连接状态不变，起飞段采用大流量喷水系统进行降温降噪，使得火箭发射更加简便。

此外，“长七”火箭助推器长度为现役运载火箭的2倍，采用三支点超静定捆绑方案。二级尾舱空间紧凑，通过采用二次分离，确保级间分离的可靠性。这一系列新布局也极大提高了火箭的安全性能。

据了解，长征七号运载火箭由航天科技集团一院抓总研制。火箭采用“两级半”构型，总长53.1米，芯级直径3.35米，捆绑4个2.25米的助推器，起飞重量597吨，运载能力将达到近地轨道13.5吨、太阳同步轨道5.5吨，达到国外同类火箭先进水平。

值得注意的是，首次发射成功的长征七号火箭揭开我国“数字火箭”的神秘面纱。火箭采用了全数字化手段完成研制，突破了三维协同设计、三维设计数据管理及基于三维的流程仿真、飞行综合性能仿真等多项关键技术，打通了从设计到制造的全三维流程。

“‘长七’火箭在全研制流程没有一张纸质图纸，火箭设计从纸质‘连环画’变成了‘3D电影’，在生产加工阶段也实现了‘一键式’加工。”徐利杰表示，“长七”火箭的首飞成功，也标志着我国新一代运载火箭在数字化设计能力上已跻身国际先进行列。

据悉，长征七号火箭是今明两年载人航天工程空间实验室任务的“首战”，它的诞生为载人航天工程提供了可靠的运输工具。明年上半年，我国首艘货运飞船“天舟”将搭乘长征七号进入空间。到2020年，载人航天工程中很多任务将由长征七号火箭来承担。

另据了解，我国目前研制规模和技术跨度最大的航天运输系统工程——长征五号运载火箭将于今年下半年实施首飞。长征五号火箭起飞质量约869吨，具备近地轨道25吨、地球同步转移轨道14吨的运载能力，与国际上主流运载火箭的运载能力相当，将承担发射嫦娥五号、空间站核心舱以及火星探测等国家重大专项工程任务。

（转自：科学网）