長征十一号運載火箭:中國四級固體運載火箭-中文百科頻道

研制背景

通常需要尋求搭載發射，而搭載發射多顆衛星的最佳工作軌道可能難以統一，衛星間的結構協調和電磁兼容也是需要解決的問題，這就制約了搭載發射的選擇範圍。因此，經濟型小型火箭的研制需求越來越旺盛。

同時，應對突發自然災害等應急型任務的需求也催生了快速響應航天技術的發展。應急衛星需要實現快速集成總裝和快速在軌測試，從而實現快速響應發射。“長十一”的研制目的之一就是為了滿足快速響應航天任務的需要，實現24小時快速發射。

長征十一号小型固體運載火箭的誕生，是小衛星蓬勃發展、快速響應航天概念的提出、固體動力技術進步共同牽引的結果。

2010年10月，中國航天科技集團公司将長十一火箭作為内部型号立項。

全國政協委員、中國航天科技集團中國運載火箭技術研究院黨委書記梁小虹向新華社記者透露，中國火箭家族中的新一代小型運載火箭長征十一号運載火箭2015年内将首飛。長征十一号運載火箭已完成研制階段的各項工作，進入首飛前最後準備階段。梁小虹表示，未來該院在長征十一号運載火箭的基礎上，将進一步規劃發展系列化固體運載火箭，與其研制的液體運載火箭互為補充，不斷完善中國航天運輸體系。

中國長征系列運載火箭已經成功發射幾近200次，固體火箭發射還是首次。液體火箭的優勢在于運載能力大，可達5噸―10噸，但是缺點在于加注時間長，從測試到發射整個流程需要20―50天。固體火箭雖然運載能力不如液體運載火箭，但是它最大的優勢在于接到發射命令之後，從測試到發射能在一天内完成，“固體火箭的快速反應能力能夠很好地應對突發災害後的通訊和觀察任務，便于針對性地采取措施。”

研制團隊

設計團隊

總設計師：彭昆雅

副總設計師：王健儒，動機部分負責人。

副總設計師：管洪仁，控制部分負責人。

伺服系統主任設計師：陳安平

總體主任設計師：嚴寶峰

總體副主任設計師：吳強

參試人員：劉佳佳

管理團隊

總指揮：楊毅強

副總指揮：金鑫

發動機總指揮：張士林

結構特點

長征十一号采用國際通用星箭接口，可滿足不同任務載荷、不同軌道的多樣化發射需求。火箭系統由固體運載火箭、發射支持系統組成，一級采用中國最大規模和推力的固體火箭發動機，可牽引大型固體發動機和運載火箭固體助推器技術的發展。

火箭具有可整體貯存、操作簡單、發射成本低、發射周期短的特性，它最大的優勢是“快速、便捷、靈活”，可實現衛星快速組網和補網，能很好地滿足自然災害、突發事件等應急發射需求。

該系統由固體運載火箭、發射支持系統組成，一級采用中國最大規模和推力的固體火箭發動機。具有可整體貯存、操作簡單、發射成本低、發射周期以小時計算，最大的優勢是“快速、便捷、靈活”，可實現衛星快速組網和補網，能很好地滿足自然災害、突發事件等應急發射需求。

動力系統

火箭一級發動機采用的固體發動機是目前中國推力最大的固體發動機，其燃燒室裝藥量為國内固體發動機之最；采用的柔性噴管是中國目前尺寸最大的發動機噴管。

面對技術難度大、研制時間緊、多項設計及工藝技術無成熟經驗等困難，四院研制隊伍大膽創新、攻堅克難，在2年内實現了首台全尺寸發動機地面熱試，成功突破了4項重大關鍵技術；在3年内全面完成了方案和初樣研制工作，實現了該發動機多台次地面大型聯試成功。發動機性能指标全部滿足總體要求，并接近國際先進水平，刷新了中國固體發動機研制史上多項紀錄。

發動機研制由航天動力技術研究院（航天四院）團隊承擔：

總指揮：張士林

總設計師：王健儒

四級發動機總體設計師：趙東民

設計師：張卓勳、賀向東、魏坤龍

技術突破

長征十一号火箭突破了多項關鍵技術，運載能力和适應能力強，火箭規模和起飛推力大，測試發射快速，操作使用簡便，一體化、集成化、智能化程度高，綜合性能指标達到國際先進水平，可與國際主流固體運載火箭相媲美，對于完善中國航天運輸系統體系，提升快速進入空間能力具有重要意義。

固體推進

液體和固體火箭不同的優缺點，使它們在民用和軍用市場上各有所長。

實際上，運載火箭和導彈本就是一脈同源，現代意義上最早的火箭就是德國在二戰時研制的V2彈道導彈，采用液氧加酒精的液體燃料組合。後來航天工業大發展時代，民用和軍用細分越來越明顯，追求經濟和環保的民用火箭就全面采用液體燃料；而追求反應速度和維護性的軍用導彈，則采用固體燃料設計。

複合材料整流罩

相對于常規運載火箭采用金屬框和金屬桁條結構的整流罩，由航天材料及工藝研究所研制的長征十一号火箭的整流罩采用全碳纖維增強複合材料制成。這種黑色的全新整流罩不僅剛度和強度大，重量也很輕。

最初長十一火箭的整流罩也和其它火箭的結構一樣，但由于它的直徑太小，金屬結構不可避免地會産生變形，裝配時，千斤頂都無法修正。後來全碳纖維增強複合材料整流罩技術的突破，不僅解決了裝配難題，還增強了性能、提高了載荷。

長十一遙三火箭的整流罩隻分成兩個半罩生産，是錐柱一體的結構，能承受各種複雜外力作用的能力更強，性能更高。相比于液體火箭部段組合的方式，生産精度要比原來提高一倍。

以往液體火箭的整流罩都是在“鋼筋鐵骨”外面貼一層軟木貼片，再在外面塗上防護漆，就足以應對飛行過程中的種種沖擊。但長十一火箭的熱環境更嚴酷，綜合環境适應性要求更高，傳統軟木型防熱材料耐燒蝕性差，不具備複雜環境使用條件，且大厚度施工周期長、效率低。

為此，長十一火箭采用兼顧熱、力、介質、施工等環境适應性的防熱塗層，實現了整流罩塗層的大面積變厚度連續自動化噴塗和均勻性控制，塗層減重20%，在保證熱防護效能的基礎上進一步降低了結構重量，使運載能力提高了20%。

無依托發射

除了24小時内完成發射準備外，還必須具備全天候、無依托發射的能力。所謂無依托發射，就是不需要專門的火箭發射場，不需要勤務塔、不需要臍帶塔、不需要導流槽，連發射台都不需要，隻要有一片平地就可以了。

為了實現這種能力，長十一采用了能夠自主移動、完成測試準備的發射平台──即機動戰略導彈的發射平台。可以說，整支長征十一号火箭都是在遠程戰略導彈的基礎上開發的軍民兩用經濟版。

與導彈的差異

長征十一号在設計上與戰略導彈有幾點不同，首先是對成本的控制要求更高；比如在火箭殼體結構上就比較省錢，沒有采用複合材料結構，而是采用金屬鑄造工藝。還有就是，比如第四級的控制艙，結構是沿用原來長征系列火箭的老式設計。

另一方面，長征十一号也不完全是降級的縮水版。軍用戰略導彈設計一旦定型，以後變更設計就非常難，要很多年才有一次改型的機會，而且改進幅度不一定很大。改進頻率和深度的不足，使很多新技術和新設計得不到驗證和實用化的機會，不利于科研能力和産品技術水平進步。

長征十一号火箭同時承擔新型技術驗證平台的角色，比如它的第一級火箭，是中國推力、燃燒室裝藥量、柔性噴管尺寸等方面最大的型号，刷新了中國固體火箭發動機研制曆史的多項紀錄。這方面的性能和成本，就比現役的東風-31甚至是東風-41都要高。

海上商業發射

近年來，許多地處赤道地區的國家對發射近赤道、低傾角衛星的需求越來越旺盛。發射這類衛星，離赤道越近，運載能力損失越小，發射成本越低。因此在靠近赤道的海上進行火箭發射，成為許多航天強國争相開發的一種發射模式。針對國際商業用戶的需求，中國計劃在2019年推出海上低傾角發射服務，這項發射服務對于低傾角衛星來說“将是比較劃算的發射方式”。

海上發射對火箭的性能提出了更高的要求：大洋之中補給能力有限，火箭的測試發射工作應力求；在發射時，還要面對海面的晃動和高溫熱流的引導等問題，需要運載火箭采用合适的控制與發射方式。

航天科技集團一院計劃用萬噸級的普通貨船改造成為海上發射平台，火箭則使用對發射設施依賴較少、目前技術較成熟的長征十一号固體運載火箭。

按計劃，長征十一号将于2019年6月進實施中國首次運載火箭海上發射。屆時，長征十一号可将500千克的衛星送到軌道傾角為0到10度，高度為500公裡的軌道。