作者 | 流紋巖

2025年8月15日下午3點(diǎn)，長征十號在海南文昌航天發(fā)射場載人登月工位進(jìn)行了時長為30秒的首次7機(jī)靜態(tài)點(diǎn)火試驗(yàn)。試驗(yàn)取得了圓滿成功，檢驗(yàn)了長征十號運(yùn)載火箭7機(jī)啟動和關(guān)機(jī)流程，為其稍晚的低空飛行和更晚一些的進(jìn)一步試驗(yàn)提供了支持。

長征十號火箭第一次靜態(tài)點(diǎn)火

長征十號運(yùn)載火箭采用一字并聯(lián)3根5米直徑箭體，動力系統(tǒng)采用7臺YF-100K系列液氧/煤油高壓補(bǔ)燃發(fā)動機(jī)。其中3臺為具備雙向搖擺能力的YF-100K，另外4臺為不搖擺的YF-100L。每臺發(fā)動機(jī)具備1250千牛的地面推力和301.6秒的海平面比沖，7機(jī)總計(jì)能提供892.2噸的海平面推力。而作為具有重復(fù)使用能力的長征十號A則采用3臺具有雙向搖擺和重復(fù)使用能力的YF-100N和4臺不搖擺的重復(fù)使用發(fā)動機(jī)YF-100P，推力同為892.2噸。

雖然我國已經(jīng)建成了具有支持1000噸推力發(fā)動機(jī)試車的銅川1201/1202試車臺，但該試驗(yàn)臺只能進(jìn)行發(fā)動機(jī)并聯(lián)試車，并不能完全模擬整枚火箭各個分系統(tǒng)共同工作的情況。由于運(yùn)載火箭各系統(tǒng)之間存在強(qiáng)關(guān)聯(lián)性，一旦某個分系統(tǒng)有問題會影響飛行安全，因此需要通過整體實(shí)驗(yàn)分系統(tǒng)之間的匹配程度。驗(yàn)證可以通過發(fā)射一枚早期狀態(tài)的驗(yàn)證火箭進(jìn)行（如所謂“半箭試飛”），也可以通過地面試驗(yàn)進(jìn)行。這種試驗(yàn)被稱為火箭地面試驗(yàn)。

相比于實(shí)際試飛只能依靠有限的外測和彈道數(shù)據(jù)判讀，地面試驗(yàn)可以通過設(shè)置大量傳感器以鑒定火箭不同位置的數(shù)據(jù)，并且試驗(yàn)結(jié)束后還能獲得完整的火箭狀態(tài)以供分析。雖然火箭地面試驗(yàn)環(huán)境和實(shí)際飛行環(huán)境有所差異，包括火箭不會產(chǎn)生角運(yùn)動和恢復(fù)角運(yùn)動，因此無法驗(yàn)證控制系統(tǒng)的動態(tài)特性，只能通過輸入?yún)?shù)來模擬；火箭飛行狀態(tài)處于自由-自由狀態(tài)，而試車處于自由-固定支座或彈性支座狀態(tài)，導(dǎo)致系統(tǒng)動力特性存在差異；試車期間火箭持續(xù)處于1g重力環(huán)境下，發(fā)動機(jī)入口壓力和器件過載均無法貼近飛行情況；幾乎無法模擬滑行軌道二次起動的失重環(huán)境（落塔試驗(yàn)可以驗(yàn)證啟動，但無法點(diǎn)火）；火箭在試驗(yàn)中不受到風(fēng)壓、氣動加熱等環(huán)境等等。

因此，火箭地面試驗(yàn)并不能完全替代試飛。不過可以通過調(diào)整試驗(yàn)參數(shù)以盡可能地使試驗(yàn)環(huán)境貼近真實(shí)飛行情況，甚至地面試驗(yàn)的某些環(huán)境還比飛行更惡劣，可以更好地考驗(yàn)設(shè)備性能。

2014年，長征五號合練箭靜態(tài)點(diǎn)火

一般來說，火箭地面試驗(yàn)旨在檢查火箭各個系統(tǒng)對發(fā)動機(jī)工作環(huán)境的適應(yīng)性和系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)性；火箭與地面設(shè)備以及地面設(shè)備之間工作的協(xié)調(diào)性；火箭系統(tǒng)時間程序的正確性；火箭全系統(tǒng)的起動、關(guān)機(jī)特性和后效特性。其中起動特性包括起動的時間程序和時間間隔、增壓系統(tǒng)對起動過程的適應(yīng)性等，獲取各系統(tǒng)的工作參數(shù)和環(huán)境參數(shù)；了解火箭的環(huán)境分布狀況及其對結(jié)構(gòu)和儀器工作的影響；積累操作使用經(jīng)驗(yàn)。

說完了套話，肯定有人要問：既然火箭地面試驗(yàn)這么重要，國內(nèi)之前有沒有做過發(fā)射臺上試驗(yàn)啊？答案是有的，我國在上世紀(jì)70年代初的1970年12月8日和1971年2月2日分別在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心LC-138進(jìn)行了風(fēng)暴一號運(yùn)載火箭的完整火箭一級地面靜態(tài)點(diǎn)火和二級衛(wèi)星聯(lián)合地面靜態(tài)點(diǎn)火試驗(yàn)。

2014年期間，長征五號運(yùn)載火箭在海南文昌航天發(fā)射場合練期間進(jìn)行了合練箭芯級2臺YF-77發(fā)動機(jī)的100秒點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)。此外，我國于2010-2011年期間在北京101所建造的500噸全箭試車臺也參與了長征五號、長征六號和長征七號運(yùn)載火箭的全箭模塊點(diǎn)火試車，為我國第三代運(yùn)載火箭的投入應(yīng)用提供了重要支持，還支持了商業(yè)航天火箭的試驗(yàn)。2024年6月14日，長征十號運(yùn)載火箭也在101所的全箭臺進(jìn)行了三機(jī)點(diǎn)火試驗(yàn)，試驗(yàn)取得了圓滿成功。

長征十號動力試車點(diǎn)火

但是很明顯，長征十號運(yùn)載火箭7機(jī)總計(jì)接近900噸的推力已經(jīng)超出了全箭臺500噸的承受范圍，如果建造一個新的全箭試車臺的話，投入相對巨大。現(xiàn)在有兩條路子，一是像長征12號一樣只進(jìn)行發(fā)動機(jī)并聯(lián)點(diǎn)火試驗(yàn)，并通過首飛檢驗(yàn)總體方案準(zhǔn)確性，二是借助新一代火箭引入的“牽制釋放”技術(shù)，將火箭固定在發(fā)射臺上進(jìn)行試驗(yàn)。

“牽制釋放”是普遍應(yīng)用于國外新型火箭的技術(shù)，其允許火箭發(fā)動機(jī)點(diǎn)火后先不起飛，等火箭完成發(fā)動機(jī)健康狀態(tài)檢測允許起飛后再松開火箭，提高了整體的可靠性。25年6月底，藍(lán)箭航天自研的朱雀三號大型運(yùn)載火箭一級試車箭在其自建LC-96B工位上通過牽制釋放和額外設(shè)計(jì)的固定裝置進(jìn)行了靜態(tài)點(diǎn)火試驗(yàn)，試驗(yàn)取得了成功。

長征十號運(yùn)載火箭作為載人火箭，其可靠性要求更高且時間節(jié)點(diǎn)要求很緊，因此地面試驗(yàn)必須充分。另外不同于長征12號的一點(diǎn)是，長征十號為我國首款立項(xiàng)研制的7機(jī)并聯(lián)火箭，其啟動特性和此前的4發(fā)火箭并不相同。因此需要探索出這種布置的起動特性。最終，長征十號運(yùn)載火箭采用了“模擬箭”點(diǎn)火的方式以驗(yàn)證靜態(tài)點(diǎn)火方案的可行性，并且設(shè)置了單獨(dú)的加固結(jié)構(gòu)，以確保試車箭不會從發(fā)射臺上蹦出去，實(shí)現(xiàn)了“上發(fā)射臺就是上試驗(yàn)臺”。

此次試車的箭體不是完整的長征十號運(yùn)載火箭一級貯箱。根據(jù)拍攝的畫面分析，火箭上部有一個稍短的覆蓋了聚氨酯保溫層的液氧貯箱，下部有一個稍長的無保溫煤油貯箱。這很明顯和其他液氧/煤油火箭貯箱的比例并不一樣，筆者推測這個試驗(yàn)單元采用了完整的長征十號A火箭一級煤油貯箱，配置完整的隧道輸送管和承力裝置，同時截短了液氧貯箱。此外，既然是“首次”試驗(yàn)，那可能很快就會有第二次靜態(tài)點(diǎn)火，以驗(yàn)證重復(fù)使用能力，我們先拭目以待一下。

我們現(xiàn)在來看看承擔(dān)此次實(shí)驗(yàn)的文昌航天發(fā)射場。長征十號發(fā)射工位包括1座發(fā)射場和2座垂直總裝大樓，以及配套的運(yùn)載火箭廠房等。載人登月工位塔架位于現(xiàn)有長征五號發(fā)射塔架西南方，距離508號距離約3500米，塔架高約130米，采用高強(qiáng)度混凝土核心筒+外包鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。并且在周圍設(shè)計(jì)有4座避雷塔和配套防雷網(wǎng)，以盡可能避免雷電擊中運(yùn)載火箭。該工位將用于發(fā)射長征十號載人登月火箭和長征十號A近地運(yùn)載火箭。由于長征十號火箭為三級半登月構(gòu)型，火箭高達(dá)92.5米，而長征十號A為兩級近地構(gòu)型，高67.4米，因此該工位在東側(cè)和西側(cè)各配置1座登船臂，以適應(yīng)兩種火箭不同的高度。

為支持載人登月工程，文昌航天發(fā)射場擴(kuò)建了其推進(jìn)劑庫區(qū)。在2024年8月22日的谷歌地球衛(wèi)星圖片中可以看到4個巨大的地面儲罐，包括3個直徑20米的儲罐（可能是液氧和煤油）和1個直徑15米的儲罐（可能是液氫）。此外還擴(kuò)建了用于支持載人登月的夢舟飛船和攬?jiān)轮懫鞯暮教炱鲝S房，從硬化地塊面積上看，載人登月航天器廠房的面積超過目前文昌航天發(fā)射場的衛(wèi)星廠房和天舟飛船廠房面積總和。

2024年8月22日谷歌地球圖像中的文昌航天發(fā)射場

不過長征十號的發(fā)射塔和我國此前所有發(fā)射塔都不同。我國此前建造的運(yùn)載火箭發(fā)射支持塔架都設(shè)置有一種被稱為“回轉(zhuǎn)平臺”的設(shè)施，用于包裹住火箭并在發(fā)射前展開，這是因?yàn)榇饲拔覈鸺淖詣踊潭炔⒉桓?，部分關(guān)鍵設(shè)備在發(fā)射前需要由發(fā)射人員手動操作，部分火箭轉(zhuǎn)運(yùn)后還要進(jìn)行工位上檢漏等操作，因此需要一個能夠開合的平臺以檢測火箭情況，并在發(fā)射前收起人員踏板，回轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)展開以允許火箭起飛。

之前航天一院推送中出現(xiàn)的圖片

很明顯，從目前的圖片來看，長征十號的發(fā)射塔上并沒有設(shè)置用于安裝回轉(zhuǎn)平臺的轉(zhuǎn)軸鉸鏈，說明長征十號運(yùn)載火箭將不再需要設(shè)置檢查火箭的回轉(zhuǎn)平臺，火箭垂直轉(zhuǎn)運(yùn)后無需檢測即可準(zhǔn)備發(fā)射。我們都知道，航天發(fā)射最怕的都是泄露，尤其是低溫火箭各種墊圈和接口在低溫推進(jìn)劑加注后很可能出現(xiàn)各種各樣奇怪的變化，如果導(dǎo)致泄露將是非常危險(xiǎn)的。

載人登月工位的這一改動并不只是節(jié)省了幾千噸的回轉(zhuǎn)平臺，更表明長征十號運(yùn)載火箭的加工精度得到了大幅提升，理論上可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)天轉(zhuǎn)運(yùn)后開始發(fā)射程序，而不是讓火箭在工位上站2-7天再打，縮短了火箭在塔周期。此外，取消回轉(zhuǎn)平臺簡化了發(fā)射塔架的復(fù)雜度，提高了設(shè)備的抗風(fēng)能力，增加了載人登月工位在未來極端天氣下的抗損性。

未來，文昌航天發(fā)射場的載人登月工位還將承擔(dān)“夢舟”飛船最大動壓逃逸試驗(yàn)，2026年長征十號A火箭和2027年長征十號火箭首飛，最終將成為中華民族千年奔月夢實(shí)現(xiàn)的地理起點(diǎn)。

早些時候拍攝的載人登月工位

長征十號運(yùn)載火箭導(dǎo)流裝置采用單面導(dǎo)流槽設(shè)計(jì)，不同于長征五號/長征七號的雙面導(dǎo)流槽，這可能是因?yàn)槲鱾?cè)逼近文昌航天發(fā)射場用地紅線和新加注庫區(qū)設(shè)置在發(fā)射場西側(cè)導(dǎo)致的。這也是我國有史以來最大的航天發(fā)射導(dǎo)流槽，寬40米，長超過140米，深度目測有10米以上，推斷澆筑量可能達(dá)到4-5萬噸。載人登月塔架頂部也設(shè)置了一個降噪水箱，發(fā)射時由水箱提供冷卻水進(jìn)行噴水降噪，減少聲學(xué)載荷對發(fā)射場設(shè)備的破壞。

此次靜態(tài)點(diǎn)火驗(yàn)證了長征十號運(yùn)載火箭7機(jī)啟動和關(guān)機(jī)、增壓輸送和伺服系統(tǒng)等方案的合理性，為接下來的最大動壓逃逸試驗(yàn)、“半箭試飛”試驗(yàn)和軌道級發(fā)射提供了技術(shù)支持。目前整個運(yùn)載火箭正在開展攻關(guān)研制，進(jìn)度符合預(yù)期，完整的長征十號A一級火箭有望于26年上半年亮相?；鸺牧α坑卸啻?，航天的舞臺就有多大。作為我國目前研制中最大的運(yùn)載火箭，長征十號運(yùn)載火箭將作為我國載人登月工程的核心支柱，托舉“夢舟”飛船和“攬?jiān)隆敝懫髑巴虑颉?/p>

說到“夢舟”和“攬?jiān)隆保@兩個項(xiàng)目也沒有閑著。2025年6月17日，“夢舟”載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心LC-95A完成了零高度逃逸實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了新型逃逸系統(tǒng)的合理性和可靠性，計(jì)劃于稍晚進(jìn)行最大動壓逃逸實(shí)驗(yàn)。2025年8月6日，用于載人著陸月面的“攬?jiān)隆敝懫髟诤颖睉褋淼赝馓祗w試驗(yàn)場完成起飛試驗(yàn)。除此之外，登月宇航服、深空通信衛(wèi)星、月球載人巡視器、高分辨率月球軌道遙感衛(wèi)星工作也正在有序開展，共同助力我國載人登月工程取得2030年登月的勝利。

>End

本文轉(zhuǎn)載自“底線思維”，原標(biāo)題《“火箭的力量有多大，航天的舞臺就有多大”》。

為分享前沿資訊及有價值的觀點(diǎn)，太空與網(wǎng)絡(luò)微信公眾號轉(zhuǎn)載此文，并經(jīng)過編輯。

未按照規(guī)范轉(zhuǎn)載及引用者，我們保留追究相應(yīng)責(zé)任的權(quán)利

部分圖片難以找到原始出處，故文中未加以標(biāo)注，如若侵犯了您的權(quán)益，請第一時間聯(lián)系我們。

HISTORY/往期推薦

充滿激情的新時代，

充滿挑戰(zhàn)的新疆域，

與踔厲奮發(fā)的引領(lǐng)者，

卓爾不群的企業(yè)家，

一起開拓，

一起體驗(yàn)，

一起感悟，

共同打造更真品質(zhì)，

共同實(shí)現(xiàn)更高價值，

共同見證商業(yè)航天更大的跨越！

——《太空與網(wǎng)絡(luò)》，觀察，記錄，傳播，引領(lǐng)。

·《衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò)》創(chuàng)始人：劉雨菲

·《衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò)》副社長：王俊峰

·微信公眾號（ID：satnetdy）團(tuán)隊(duì)

編輯：艷玲、哈玫，周泳、邱莉、黃榕、娜娜

主筆記者：李剛、魏興、張雪松、霍劍、樂瑜、稻子、趙棟

策劃部：楊艷、若?、李真子

視覺總監(jiān)：董濘

專業(yè)攝影：馮小京、宋偉

設(shè)計(jì)部：顧錳、潘希峎、楊小明

行政部：姜河、林紫

業(yè)務(wù)部：王錦熙、瑾怡

原創(chuàng)文章轉(zhuǎn)載授權(quán)、轉(zhuǎn)載文章侵權(quán)、投稿等事宜，請加微信：15910858067

商務(wù)合作；展覽展廳設(shè)計(jì)、企業(yè)VI/CI及室內(nèi)設(shè)計(jì)、企業(yè)文化建設(shè)及品牌推廣；企業(yè)口碑傳播及整體營銷傳播等，請加微信：13811260603

雜志訂閱，請加微信：wangxiaoyu9960

·衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò)各分部：

成都分部負(fù)責(zé)人：沈淮

長沙分部負(fù)責(zé)人：賓鴻浦

西安分部負(fù)責(zé)人：郭朝暉

青島分部負(fù)責(zé)人：江偉

·衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò)總部負(fù)責(zé)人：農(nóng)燕

·會議活動部負(fù)責(zé)人：喬顥益、許克新、董今福

· 投融資及戰(zhàn)略層面合作：劉雨菲

·本平臺簽約設(shè)計(jì)公司：一畫開天（北京）文化創(chuàng)意設(shè)計(jì)有限公司

· 航天加（深圳）股權(quán)投資基金管理負(fù)責(zé)人：楊艷