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北京時間2026年6月1日16:40,在酒泉衛星發射中心東風商業航天創新試驗區,“長征十二號乙”遙一運載火箭點火發射,隨后將千帆極軌08組衛星等載荷送入預定的近極地軌道。千帆極軌08組衛星包含2顆衛星,由格思航天研制。
中國首款運力20噸級的商業大箭
“長征十二號乙”(CZ-12B)是中國航天科技集團商業火箭有限公司(簡稱中國商火)抓總研制、航天科技八院深度參與研制的大型可復用低溫液體運載火箭,一二級主發動機、一級冷氣姿控系統發動機和二級輔助動力系統發動機全部由航天科技六院研制。
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“長征十二號乙”采用單芯級兩級串聯構型,一級采用一體化尾段設計,整合了后過渡段、尾段、發動機、線纜及設備,配備九臺YF-102R液氧煤油發動機。二級配備1臺YF-102RV發動機,為YF-102R的真空型號。
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“長征十二號乙”高度72米,一二級直徑4.37米,配備直徑5.2米、長度近19米整流罩,起飛質量650噸至700噸,起飛推力830噸,一次性使用狀態,近地軌道(LEO)運載能力23噸,高度500千米太陽同步軌道(SSO)運載能力15噸。
在中國已經成功首飛的運載火箭當中,“長征十二號乙”是首款運力達到20噸級的單芯級運載火箭和首款運力20噸級的大型商業運載火箭。至此,中國低軌星座組網迎來了可批量獲取的20噸級發射服務。面向千帆星座組網,“長征十二號乙”可執行1箭36星發射。
一級采用回收復用設計
“長征十二號乙”一級是為回收復用而設計的,本發火箭擁有部分回收復用的相關配置。
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長征十二號乙一級YF-102R九機并聯
可復用發動機。一級主動力配備了9臺YF-102R可重復使用發動機,采用燃氣發生器循環,單臺海平面推力約92噸(900千牛),海平面比沖282秒。YF-102R(單次任務)具備不小于2次的起動能力,支持50%~105%深度變推力,支持雙向搖擺±8度。YF-102R瞄準開式循環發動機世界最高水平設計研制,采用大流量針栓噴注器、輕質高轉速渦輪泵新技術,推重比達到180,可重復使用次數不小于10次。
冷氣姿控系統。火箭一級配備一套冷氣姿控系統,采用航天科技六院801所研制的首款千牛級冷氣推力器產品,推力為此前最大量級產品的近30倍。該系統負責一級滾轉、俯仰、偏航姿態控制。
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柵格舵和著陸腿。一級配備了4個可展收柵格舵、4條著陸腿,其中柵格舵可通過舵面的偏轉精準控制一級的落點;著陸腿則可以驗證返回階段的氣動外形。
飛控計算機。一級配備了作為控制系統核心的飛控計算機。在火箭發射階段,一級飛控計算機可作為備份計算機與二級飛控計算機形成“一主一備”的雙冗余配置,一二級分離后,一級飛控計算機則作為制導導航與控制系統(GNC)一體化運算平臺,負責指揮控制一級的再入返回。
“長征十二號乙”采用了“分步驗證、持續迭代”的發展思路,首飛未進行回收試驗,但對姿態控制等回收技術進行了驗證。首飛全程采集的飛行數據將為后續重復使用關鍵技術攻關和狀態優化提供實戰依據。通過飛行驗證與技術迭代深度融合,型號將加速邁向重復使用。
用商業模式打造運載火箭
“長征十二號乙”是中國商火面向商業航天發射服務市場特別是大型和巨型低軌星座組網,快速打造的一款大型可重復使用商業運載火箭。該箭的核心系統采用了商業航天國家隊的產品,兼顧可靠性和經濟性。
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主發動機選自貨架產品。“長征十二號乙”一二級主動力采用了基于成熟技術快速研制的YF-102系列液氧煤油發動機,后者作為商業航天國家隊的貨架產品實現了多型號火箭共用,具有可靠性高、成本適度的優點。作為運載火箭的核心單機,動力系統主發動機在火箭研制和生產成本中的占比較高,使用經濟可靠的商業型號可以大幅降低火箭研制和生產成本。
引進工業級器件。“長征十二號乙”控制系統采用了航天科技八院803所研制的商業版小型化十表光纖慣組以及10千瓦級商業版電動伺服系統。兩型產品采用輕量化與集成化設計,在保證可靠性的前提下,引進了工業級器件,有效驗證了工業級器件在商業火箭上的適用性,降低了火箭的研制成本。
動力系統和控制系統是運載火箭成本占比最高的兩個分系統,通過采用商業供應鏈的貨架產品,能夠大幅壓縮整個型號的研制、生產成本,并大幅壓縮研發周期。自立項研制到成功首飛,“長征十二號乙”只花了21個月時間,體現了商業航天的速度。
創新應用:采用國產芯片和國產操作系統
在市場競爭逐漸加劇的背景下,持續創新能夠保持運載火箭型號的競爭力。通過創新技術、設備、方案的應用,能夠不斷提升火箭性能、降低制造成本。為此,“長征十二號乙”在分系統和總體層面進行了創新應用。
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測控通信系統。信息傳輸系統是測控通信系統的子系統,該系統在總線方面創新搭載了時間敏感網絡(Time-sensitive Networking,TSN)技術驗證產品,涵蓋 TSN 交換機、端模塊等核心設備。相較于以往總線采用的迂回信息傳輸路線,TSN高速總線技術采用了更簡短的傳輸路線,實現了安控指令、傳感器數據、設備狀態監測等多類信息的微秒級確定性傳輸,顯著提升了全箭電氣系統的通信帶寬,并首次工程化實現了控制網、測量網、測發網的“三網融合”。TSN有效降低了復雜飛行環境下的通信抖動與傳輸延遲,為火箭飛行控制、故障診斷及安全自愈提供了更為穩定、實時的數據通道。總之,TSN的應用提升了火箭系統信息傳輸效率,提高了飛行可靠性。
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控制系統。箭載計算機基于國產龍芯芯片研制,并采用國產操作系統。針對國產芯片架構與操作系統生態重構的復雜環境和總線芯片協議棧,研制團隊構建核心交互和調度代碼與測試驗證環境,實現了軟件適配。此舉推動了運載火箭飛控計算機軟硬件層面的自主可控。
結構系統。“長征十二號乙”火箭二級采用單層共底貯箱,可以減輕箭體質量、控制箭體高度。整流罩采用玻璃鋼夾蜂窩的夾心結構,減輕了整流罩的質量。火箭結構減重可以提升火箭的運載效率,降低單位發射成本。
總體電氣系統。“長征十二號乙”電纜網采用了輕量化的導線,并采用柔纜、柔板等,電纜網的重量降低了30%到40%。電氣系統減重意味著火箭干質量的降低,同樣會提升火箭的運載效率。
結語
“長征十二號乙”的成功首飛標志著中國商業航天迎來了第一款運力20噸級的大型運載火箭,這是填補巨型星座組網大運力缺口的第一步。接下去,“長征十二號乙”需要實現連續穩定發射,建立規模運力,這將有賴于火箭的產能和發射場的發射支持能力。同時,“長征十二號乙”將闖關最具挑戰性的一級回收,并實現復用,進而實現連續穩定回收復用。最終,通過縮短回收復用周期達成高頻次發射目標,實現低成本發射,為巨型星座組網提供航班化運力。
作者:木蘭星舟
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