文/记者 李春炜

图/受访者供图

“像拼积木一样造火箭”成功验证

力箭二号运载火箭首飞即服务国家重大航天工程。就任务定位而言，这次首飞在我国新一代天地货物运输体系建设中具有哪些标志性意义？此外，本次任务被视为我国天地货物运输系统迈向商业化的关键一步，如何理解这一“商业化关键一步”的战略意义？

（杨浩亮，力箭二号总指挥）答：

力箭二号运载火箭首飞即服务国家重大航天工程，本身就是我国新一代天地货物运输体系建设中的一个重要信号。我认为这是中国在空间货物运输能力布局上，不再局限于单一型号、单一路径，而是开始形成由多型运载工具共同支撑、相互备份、灵活调配的体系化格局。这种体系化能力，对于保障空间站长期稳定运行、提升货物运输的安全性与可靠性，具有基础性意义。

商业化关键一步我的理解是，商业火箭不仅是服务商业市场需求，而是未来能够以工程化标准参与国家重大航天任务，推动发射服务向更加市场化、专业化、规模化的方向发展。国家任务通过市场化机制引入新的参与者，有助于在确保安全可靠的前提下，持续优化成本、提升效率，探索形成“国家需求牵引、商业能力支撑”的新型天地运输模式。

力箭二号运载火箭在设计阶段就采用通用化、组合化、模块化设计，这种“像拼积木一样造火箭”的理念，具体体现在哪些关键分系统上？ 模块化设计对火箭的研发周期、生产效率等带来了哪些直接改变？

（廉洁，力箭二号副总师）答：

1）力箭二号运载火箭上安装了一个型号的十台液体火箭发动机，其中，一级装了九台、二级装了一台，一级九台可以完全互换，二级一台只是在一级发动机上换装的大喷管，让其在高空工作效率更高；

2）力箭二号运载火箭各子级的直径都是3.35m，其中，芯一级和助推器采用相同的3.35m构型，贮箱、箱间段等各部段设计相似，能够在滚动备份的情况下实现互换互用，同时，3.35m也是航天行业的典型尺寸，适合规模化大生产，供应链周期、良品率以及成本大幅下降；

3）力箭二号运载火箭的航电与飞控系统都是力箭一号运载火箭成熟产品的继承，飞行控制组合、时序控制组合等在产品或指标上实现了一致互通，基础层、链路层、应用层的三层构架软件实现了移植复用，原本一个月左右的电测时间缩短到了一周以内，大大降低了测试周期与测试成本。

相较于传统研发模式，力箭二号运载火箭与空间试验飞船在操作和测试流程等方面开展一体化工作，打破了以往船箭分治的壁垒，这一实践形成了哪些可复制的协同经验？对未来商业航天船箭配套模式有何借鉴意义？

（廉洁，力箭二号副总师）答：

从2023年5月16日，到2023年9月7日第一次方案竞标，再到2024年6月28日第二次方案竞标，最后在2024年10月29日官宣获胜，从十余家方案遴选，从四家当中脱颖而出。中科宇航打破以往星箭分治的壁垒，在操作流程方面，有效载荷与运载火箭一体化设计将大幅减少星箭迭代设计周期，将传统近半年的迭代周期缩短到两个月以内，并且整流罩内布局更加合理，卫星和卫星适配器及分离机构同时投产、并行生产，交付后联合试验，试验周期和费用大幅降低。在测试流程方面，卫星的力学环境试验条件大幅改善，星箭采用同一套有限元模型，支持卫星一步正样研发模式，成本降低近三分之一。

在力箭二号遥一运载火箭任务中，船箭之间的协同如何推动了发射流程的优化和成本的降低？除了优化发射流程和降低成本，您能否详细说明这次协同设计在其他方面带来的技术突破和创新？

（廉洁，力箭二号副总师）答：

船箭联合设计主要体现在以下五个方面：

1）从船/箭一体化GNC联合仿真，优化交班点轨道精度；

2）船/箭一体化耦合分析，降低机械接口振动响应；

3）船/箭一体化结构设计，开操作口、透波口和空调口，保障飞船环境与冷链货物安装；

4）船/箭一体化使用流程，提供充足的装载时间，保证装货操作安全性；

5）船/箭一体化测试，设计船箭分离连接器、转发线缆，为飞船提供下行串口，到船/箭一体化测控，主动段全程中飞船可通过火箭遥测进行数据下传。

通过力箭二号首飞船箭协同设计优化发射流程和大幅降低发射成本的同时，对于未来进入太空的大型星座，从轨道、能力上显著提升运载效率，整流罩内布局更加合理、卫星的环境更舒适。

标志着我国空间货物运输新格局

本次力箭二号遥一运载火箭与空间试验飞船的成功发射，对中国空间站货物运输系统的未来发展具有何种战略意义？从降低运输成本到提升系统效率，这次任务在推动空间站货物运输技术进步方面起到了怎样的作用？

（杨浩亮，力箭二号总指挥）答：

力箭二号遥一运载火箭与空间试验飞船的成功发射，具有明显的体系性和前瞻性意义，它标志着我国空间货物运输正在从依赖单一运输手段，逐步走向多型号协同、多路径保障的运行格局，提供了更具韧性和弹性的运输支撑。

在战略层面，这次任务验证了新一类货运发射方案的可行性，有助于提升货物运输体系的冗余度。通过新的运载能力，我国空间货物补给将具备更高的灵活性。

从技术角度看，本次发射是我国空间货物运输能力由“单一能力积累”向“体系能力叠加”演进的重要体现。任务集中检验了运载火箭通用化设计、飞船适配能力以及天地协同组织等关键技术的整体成熟度，表明我国空间货运运输相关技术已具备系统化、协同化发展的基础。这些能力是中国航天在长期工程实践中持续推进技术迭代、强化体系建设所取得的综合成果。相关技术体系的不断完善，将更好地适应和支撑快速发展的空间货运市场需求，进一步提升我国航天运输体系的整体效能与综合实力。

力箭二号遥一运载火箭首飞成功验证了火箭的核心技术与运力潜力，为能力拓展奠定了基础。后续通过与中科宇航自主研制的力巡一号上面级组合使用，这种“主火箭+上面级”的构型将如何在轨道机动能力、任务适应性和部署精度方面实现提升？

（廉洁，力箭二号副总师）答：

中科宇航自主研制的力巡一号上面级具备多星多轨道部署能力，能够大幅扩展力箭二号系列火箭轨道覆盖能力，实现碳星、GTO、LTO等中高轨任务。与国内外小型上面级相比，力巡一号上面级推力达到国际主流水平，与微风、弗雷盖特上面级相当，力箭二号和力箭二号重型火箭配合上面级使用，可覆盖90%商业通信卫星发射需求，同时支持国家探月、深空探测工程，探索上面级租赁模式，实现上面级与卫星组合，搭载不同基础级火箭。

力箭二号是我国首款“通用助推器核心”构型的运载火箭。从总体设计理念看，这一构型主要解决了我国商业与工程航天中哪些共性需求？有哪些创新意义？

（廉洁，力箭二号副总师）答：

作为国内首型“通用助推器核心”（Common Booster Core, CBC）构型的运载火箭，力箭二号运载火箭以可靠性、经济性和高产能为目标研制，采用通用化、组合化、模块化设计，具有运载能力大、固有可靠性高、可制造性强、操作简洁便利、拓展空间强、可重复使用等优势。3.35米集束式构型，实现一子级综合直径5.8米，为国内最大，结构系数达到0.93，运载效率更高；发动机、结构模块统型成熟，分离方案简洁；铝合金光筒贮箱工艺，综合效率提升40%，脉动式模块化总装，从订货到发射交付的周期缩短50%；三平测发模式，液氧加注后无人值守，一键式智能化发射；芯一级与助推不分离，集束式回收，拓展0/2/4捆绑构型，可覆盖2吨至20吨低轨运力区间。全方位满足国网星座、千帆星座等大规模低轨星座建设，空间站低成本货物运输，以全球碳平衡监测、太阳辐射带探测为代表的空间科学卫星及深空探测载荷等低成本、大规模实用发射需求。

力箭二号的贮箱有什么主要创新？这对降低制造成本和生产周期以及提升运载能力起到了怎样的作用？

（张延瑞，力箭二号副总师）答：

力箭二号运载火箭一二级贮箱均采用光筒贮箱结构，这是我国大直径光圆筒贮箱结构首次工程化应用，其中二级贮箱材料为2219铝合金，一级贮箱材料为5A06铝合金。从经济性和生产效率角度讲，用工艺简单、生产周期短的平板铣壁板结构代替了传统加工工艺复杂、生产周期较长、生产费用昂贵的网格铣壁板结构，大幅降低了制造成本、缩短了生产周期；从设计角度讲，2219铝合金经过热处理强化，从而具有较高的强度，在相同的内压载荷条件下可以通过较薄的厚度达到同样的承载能力，这对于二级结构质量的减重效果非常明显；5A06铝合金的弹性模量较高，在轴压稳定性设计中具有明显优势，再加上贮箱内压对轴压承载折减系数的提升效果，可以进一步减重优化设计，提升有效载荷运载能力。

力箭二号运载火箭采用的大型整流罩平抛分离技术，在提升卫星适配性和分离可靠性方面体现了哪些优势？

（张延瑞，力箭二号副总师）答：

力箭二号运载火箭整流罩分离采用平抛分离方案，横向、纵向分离面均采用爆炸螺栓连接解锁，分离能源采用3套独立的冷气推冲装置作为分离能源。从分离可靠性角度讲，任意一套推冲装置失效均不影响正常分离功能，实现了分离能源额冗余和容错性；每套冷气推冲装置初始推力30000N、行程275mm，半罩分离速度达到5m/s,较传统旋抛分离方案，分离速度更快，且半罩分离方向与火箭飞行方向垂直，从飞行环境适应性角度讲，平抛分离对于飞行过载的范围适应性更强，帮助半罩快速远离箭体，有效保证了卫星的安全性；从罩内包络空间角度讲，由于规避了因半罩旋转分离过程中根部上划而损失的动态空间，整流罩底部空间包络尺寸显著提升，能够适应更多搭载卫星需求。

力箭二号运载火箭可实现支持0/2/4个捆绑构型，即光杆或捆绑2/4个液体助推器的灵活配置，全面覆盖了 2 吨到 20 吨近地轨道运力区间，这种构型拓展方式在工程实现上面临哪些挑战，又是如何解决的？

（廉洁，力箭二号副总师）答：

力箭二号运载火箭这种构型拓展方式其实是以设计的复杂换取了生产的简单，适合商业航天火箭快速实现批量生产，主要设计难点体现在通过兼容性设计覆盖不同推力与起飞规模、不同力热环境、不同飞行任务剖面、不同使用模式。我们主要采用了共性与个性设计相结合、包络与概率设计相结合、数字化与试验验证相结合，将原来每型火箭研制周期5~10年大幅缩短，动辄十几亿甚至几十亿的研制经费大幅降低，而力箭二号运载火箭研制费用较传统火箭大幅降低。研制一型，拓展三型的研发模式做到了设计共用、模块共用、试验共用、供应链与生产线共用、总装厂房共用、技术区厂房共用、发射工位共用，通过快速拓展能力，大幅缩短多型火箭研发周期、降低研发费用。

力箭二号后续规划采用集束式回收方案，相比传统分级回收方式，这种以集成捆绑为特征的回收设计，在简化火箭结构和降低系统复杂度方面体现了哪些工程优势？从研发、制造和发射运营全流程看，这一方案将如何支撑可重复使用火箭的经济性与规模化应用？

（廉洁，力箭二号副总师）答：

力箭二号运载火箭后续将换装公司自研的力擎二号可重复使用发动机，同时，在力箭二号的一子级增加两个助推器形成力箭二号重型火箭，两型火箭创新地采用通用芯级捆绑的集束式回收方案，具有气动操纵性更好、着陆冲击更低、动力冗余能力更强、运载能力损失更少等技术优势，3.35米成熟模块组合具备短周期实现规模化生产的条件，可快速形成千吨级起飞推力，既符合现有航天工业体系能力，又能高效补齐大运力运载短板。并且，一子级多捆绑模块全部回收的设计，使回收部分在全箭占比更高，返回用设备进一步精简，更高效地摊薄全箭发射成本，为规模化星座部署提供更强支撑。

力箭一号创新性地采用了模块化和通用化设计，推动了我国商业火箭技术的发展，并在多次发射任务中展现了稳定的服务能力。作为继任者，力箭二号在航电、软件等核心技术上继承了哪些创新成果？这些技术如何推动行业进步，并在提升我国航天产业竞争力方面发挥了哪些积极作用？

（朱永泉，力箭二号副总师）答：

中科宇航通过力箭一号运载火箭的研制，航电系统形成了两大技术平台，分别是基于模块化产品的箭上核心飞行测控平台和基于云计算的测发控软件平台。力箭二号运载火箭航电系统设计充分继承了上述两个平台的研制成果。

箭上核心飞行测控平台采用航电系统一体化设计技术，通过对全箭核心控制、测量功能的分析和归纳，借鉴现有成熟标准体系，开展标准模块设计，提炼形成了CPU模块、电源模块、配电模块、时序输出模块、GNSS模块、数据综合模块和回路测试模块等货架化通用板卡级产品。采用一体化集成组合设计技术，根据火箭各级控制、测量需求，对不同模块有序组合，形成了飞行控制组合、智能测控组合、时序控制组合等三种综合电子单机，通过下载不同的应用软件，实现不同功能，具备软件定义硬件能力。

测发控软件平台在火箭测发控系统中引入云平台和大数据系统，测发控软件平台采用C/S架构，服务端软件部署在云平台容器中，充分利用其高可用特性，提升系统的强壮性。所有测试指令和数据统一存储在大数据平台，实现了全系统数据的统一管理，保证了数据的全面性和有效性，并为数据挖掘、人工智能应用创造条件。软件平台实现了代码通用化，基于数据驱动运行，仅需配置数据库即可直接移植至力箭二号运载火箭使用。流程自动化，基于专家系统的实时自动判读技术，实现了统一测发控和一键发射。

通过上述技术的应用，中科宇航力箭系列运载火箭拥有了强壮而周密的大脑和神经，航电系统箭上设备数量减少50%，地面设备数量减少80%，配套成本降低50%以上，系统复杂度大幅度降低，为力箭系列运载火箭实现商业闭环奠定了坚实基础。

今年商业航天领域迎来密集发射，要实现提供低成本、高可靠的航班化发射服务这一首要任务，中科宇航的力箭一号、力箭二号火箭运力、性价比方面具备哪些核心优势？主要面向哪些市场？

（杨浩亮，力箭二号总指挥）答：

在运载火箭方面，中科宇航始终以市场需求为核心，打造力箭系列运载火箭产品矩阵。力箭一号运载火箭的500公里太阳同步轨道运载能力是1.5吨，专注小卫星批量发射；力箭二号运载火箭的500公里太阳同步轨道运载能力是8吨，支撑我国低轨互联网星座快速部署。为实现低成本目标，力箭系列运载火箭均创新采用“设计源头+批量生产”双路径降本，其中力箭二号运载火箭具有固有可靠性高的优势，火箭芯一级与助推级结构统型设计，一级9台发动机与二级1台发动机采用了相同动力模块，测控融合航电系统与力箭一号运载火箭完全通用且支持互换，实现了火箭核心产品线统一。同时，借鉴汽车自动化产线与模块化开发逻辑，力箭二号运载火箭可实现年产20发的生产能力。目前力箭二号运载火箭不回收状态下单次发射成本与SpaceX猎鹰九号运载火箭回收状态下单次发射成本基本相当，力箭二号后续实现回收后成本还有望下降至SpaceX的一半。

我国正式向ITU提交新增多个卫星星座申请，低成本是商业航天规模化发展的核心竞争力之一，而火箭可回收技术正是降低发射成本的关键路径。力箭二号首飞后将推进可回收技术相关研发和验证，能否介绍一下，中科宇航后续回收路径是什么？目前这项技术的研发进度和核心难点是什么？

（杨浩亮，力箭二号总指挥）答：

当前，全球卫星组网热潮涌动，但运载火箭运载能力不足、发射周期长、成本高的问题成为行业发展瓶颈。火箭可回收技术是降低发射成本的关键路径，需持续攻克大空域宽速域气动热防护、非线性约束条件实时在线制导、液体动力深度变推及多次起动等核心难点。

中科宇航将通过力鸿系列飞行器先行验证回收技术，积累回收数据、降低研制风险，再将回收技术迁移至中大型运载火箭上，采用通用芯级捆绑与集束式回收方案，实现入轨级大运力火箭回收的目标。公司已经通过力鸿一号首飞完整验证了再入大气层减速回收、箭体精确落点控制等核心技术，并计划于今年进行力鸿二号百公里级的回收试验。

编辑：严哲川