长征八号甲首飞！如何成为中国“星链”关键一步？

蛇年首发“开门红”，还是新款火箭首飞！长征八号改发射成功，都改了什么？有什么突破？怎么能省钱，还能成为我国星座组网的重磅利器呢？

长征八号改（也称长征八号甲）运载火箭于2月11日成功将卫星互联网低轨02组卫星发射升空，顺利进入预定轨道。该型新火箭的首飞成功，也标志着我国新一代运载火箭家族再添新丁。

该型火箭是针对未来中低轨道巨型星座组网发射需求改进研制的。由于未来将要发射的低轨星座组网卫星数量庞大、迭代升级快、发射频次高，因此对火箭改进的主要目标是降低综合成本并实现高频次发射。总结起来就是“稳、快、省”！稳定、快捷、省钱。

外形与结构：细脖子也能扛风，效率更高

从外形上看，长征八号改沿用了长征八号运载火箭的芯一级和助推器，芯二级更换成新研制的3.35米直径通用氢氧末级，并配装了更大的5.2米直径整流罩。这么一看就变成了“细脖子”火箭！前面那么大一个头，稳定性会好吗？研制团队采用创新方式，让火箭起飞后主动控制调整方向迎风飞，而不让风侧着吹向火箭。细脖子能扛住的同时，还能大幅增加运载能力。末级结构效率系数接近0.87，这一数值在国内处于领先水平。结构重量的减轻直接提升了火箭的运载效率，意味着在执行中低轨道卫星发射任务时，能够发射更重的卫星或探测器进入预定轨道。

动力与效率：氢氧末级升级，更优更省

火箭想要追求更高的推力和燃油效率，可以通过降低发射过程中的能耗来节约成本。长征八号改的通用氢氧末级发动机采用了新型的“YF-75DA”氢氧发动机。这款发动机应用了膨胀循环技术。相比传统燃气发生器循环发动机，膨胀循环技术的核心在于利用推进剂汽化膨胀做功产生推力，从而实现更高的效率。膨胀循环技术并非全新概念，但“YF-75DA”发动机在此技术上进行了多项优化改进，例如减少阀门数量、简化管路，从而降低系统复杂性和故障率。通过减少不必要的复杂性，提高了发动机可靠性，也为后续的多次启动能力奠定了基础。

增压技术革新：减少浪费，提升安全

本次任务还首次应用了闭式增压技术。传统开式增压技术会浪费推进剂，导致运载效率降低。闭式增压技术则通过电控安全溢流阀实现贮箱压力的主动设计，根据压力带自动开启和关闭排气阀和保险阀，从而避免推进剂浪费，提升火箭的安全性和可靠性。

成效显著：运力跃升，成本降低

得益于上述技术创新，长征八号改成为长征家族系列火箭中运载效率最高的型号。在成本未显著增加的前提下，其运力和效率得到提升，发射成本自然大幅下降。其推力显著提升，使得在700公里太阳同步轨道的运载能力达到了7吨级，实现了两吨级的运力跃升，可以覆盖未来主流轨道任务载荷的发射需求。同时，它还具备地球同步转移轨道、地球静止轨道、地月转移轨道的发射能力。

集成设计：国内首创，成功减重

创新地将卫星支架、转接框、仪器舱的功能整合到一个多功能舱内，成功减重200公斤。这种集成式设计在火箭结构上的应用，在国内尚属首次。它使得长八改能够在1100公里的倾斜轨道上实现一箭多星，将一个轨道面的卫星一次发射全部送入轨道。

模块化设计：梯度运力，按需选择

长征八号系列采用通用化、模块化、组合化的设计思路。目前可分出3种构型：不带助推的构型运载能力约3吨，带助推的基本型运力为5吨级，而新型的长八改则达到了7吨级。这样三种构型就形成了3吨、5吨、7吨的能力梯度，能够合理选择相应构型执行发射任务，避免运力浪费，做到“用多少选多少”。这如同“自助餐”模式，更加合理和节约地提升了我国中低轨道卫星组网发射能力。

整流罩：更大空间，更好适配

长八改的整流罩直径也追上了现在的长五。二级变大了，整流罩也可以更大，直径有4.2米和5.2米两种可选。特别是5.2米的整流罩，外形上“脑袋”更大，对卫星的适装性更好，可以容纳更大体积的卫星，搭载卫星数量也更多。作为对比，长征五号整流罩的标准直径也是5.2米（长度更长，可达20.5米），此外长五还在研制6.4米直径的整流罩，将用于未来的超大型载荷发射任务。

燃料选择与通用化：着眼未来

以液氢、液氧为燃料的火箭末级具有比冲高的优点，也是目前我国掌握的比冲较高的推进剂。在我国新一代中型运载火箭型谱规划中，中高轨运载火箭主要构型均采用氢氧末级。选择氢氧末级这一模块进行通用化设计，可以使后续长征系列新一代中型火箭朝着统一化方向发展，达到模块级产品化程度，这将大幅提升生产效率，降低成本。这款新研的3.35米直径通用氢氧末级，将在未来充分发挥其“通用”功能，作为成熟模块供其他火箭选用。

控制系统升级：更聪明的“神经中枢”

由于新构型的箭体在结构（直径、长度、质量）和动态特性（如模态特性）上发生了较大变化，控制系统在参数方面也需要全新设计。控制系统相当于火箭的神经中枢，指令发出后通过火箭上的电缆网传递给各个控制机构，从而控制火箭平稳飞行。对此，研制团队对控制系统进行了升级，采用全新的机电静压伺服系统，简化了控制系统与动力系统之间的接口，让火箭的“大脑”更加聪明、高效。并且从安全性、可靠性角度出发，还配置了冗余备份模块，能够更好地支撑运载火箭平稳运行，让长八改飞得又稳又准。

意义与展望：高密度发射序幕开启

此次任务是长征系列运载火箭的第559次飞行，也拉开了长征八号系列火箭高密度发射的序幕。据了解，2025年该系列火箭计划将执行10余次发射任务。蛇年首发“开门红”，今年还将有密集的重大发射任务，天问二号小行星采样返回探测器也将要升空！中国航天，值得期待！

本文为科普中国·创作培育计划扶持作品

作者：房广林

审核：周炳红 中国航天科普大使 研究员

出品：中国科协科普部

监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司