“火箭的力量有多大，航天的舞臺就有多大”

作者 | 流紋巖

2025年8月15日下午3點，長征十號在海南文昌航天發射場載人登月工位進行了時長為30秒的首次7機靜態點火試驗。試驗取得了圓滿成功，檢驗了長征十號運載火箭7機啟動和關機流程，為其稍晚的低空飛行和更晚一些的進一步試驗提供了支持。

長征十號火箭第一次靜態點火

長征十號運載火箭采用一字并聯3根5米直徑箭體，動力系統采用7臺YF-100K系列液氧/煤油高壓補燃發動機。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。每臺發動機具備1250千牛的地面推力和301.6秒的海平面比沖，7機總計能提供892.2噸的海平面推力。而作為具有重復使用能力的長征十號A則采用3臺具有雙向搖擺和重復使用能力的YF-100N和4臺不搖擺的重復使用發動機YF-100P，推力同為892.2噸。

雖然我國已經建成了具有支持1000噸推力發動機試車的銅川1201/1202試車臺，但該試驗臺只能進行發動機并聯試車，并不能完全模擬整枚火箭各個分系統共同工作的情況。由于運載火箭各系統之間存在強關聯性，一旦某個分系統有問題會影響飛行安全，因此需要通過整體實驗分系統之間的匹配程度。驗證可以通過發射一枚早期狀態的驗證火箭進行（如所謂“半箭試飛”），也可以通過地面試驗進行。這種試驗被稱為火箭地面試驗。

相比于實際試飛只能依靠有限的外測和彈道數據判讀，地面試驗可以通過設置大量傳感器以鑒定火箭不同位置的數據，并且試驗結束后還能獲得完整的火箭狀態以供分析。雖然火箭地面試驗環境和實際飛行環境有所差異，包括火箭不會產生角運動和恢復角運動，因此無法驗證控制系統的動態特性，只能通過輸入參數來模擬；火箭飛行狀態處于自由-自由狀態，而試車處于自由-固定支座或彈性支座狀態，導致系統動力特性存在差異；試車期間火箭持續處于1g重力環境下，發動機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境（落塔試驗可以驗證啟動，但無法點火）；火箭在試驗中不受到風壓、氣動加熱等環境等等。

因此，火箭地面試驗并不能完全替代試飛。不過可以通過調整試驗參數以盡可能地使試驗環境貼近真實飛行情況，甚至地面試驗的某些環境還比飛行更惡劣，可以更好地考驗設備性能。

2014年，長征五號合練箭靜態點火

一般來說，火箭地面試驗旨在檢查火箭各個系統對發動機工作環境的適應性和系統之間的協調性；火箭與地面設備以及地面設備之間工作的協調性；火箭系統時間程序的正確性；火箭全系統的起動、關機特性和后效特性。其中起動特性包括起動的時間程序和時間間隔、增壓系統對起動過程的適應性等，獲取各系統的工作參數和環境參數；了解火箭的環境分布狀況及其對結構和儀器工作的影響；積累操作使用經驗。

說完了套話，肯定有人要問：既然火箭地面試驗這么重要，國內之前有沒有做過發射臺上試驗啊？答案是有的，我國在上世紀70年代初的1970年12月8日和1971年2月2日分別在酒泉衛星發射中心LC-138進行了風暴一號運載火箭的完整火箭一級地面靜態點火和二級衛星聯合地面靜態點火試驗。

2014年期間，長征五號運載火箭在海南文昌航天發射場合練期間進行了合練箭芯級2臺YF-77發動機的100秒點火實驗。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載火箭的全箭模塊點火試車，為我國第三代運載火箭的投入應用提供了重要支持，還支持了商業航天火箭的試驗。2024年6月14日，長征十號運載火箭也在101所的全箭臺進行了三機點火試驗，試驗取得了圓滿成功。

長征十號動力試車點火

但是很明顯，長征十號運載火箭7機總計接近900噸的推力已經超出了全箭臺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。現在有兩條路子，一是像長征12號一樣只進行發動機并聯點火試驗，并通過首飛檢驗總體方案準確性，二是借助新一代火箭引入的“牽制釋放”技術，將火箭固定在發射臺上進行試驗。

“牽制釋放”是普遍應用于國外新型火箭的技術，其允許火箭發動機點火后先不起飛，等火箭完成發動機健康狀態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，藍箭航天自研的朱雀三號大型運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計的固定裝置進行了靜態點火試驗，試驗取得了成功。

長征十號運載火箭作為載人火箭，其可靠性要求更高且時間節點要求很緊，因此地面試驗必須充分。另外不同于長征12號的一點是，長征十號為我國首款立項研制的7機并聯火箭，其啟動特性和此前的4發火箭并不相同。因此需要探索出這種布置的起動特性。最終，長征十號運載火箭采用了“模擬箭”點火的方式以驗證靜態點火方案的可行性，并且設置了單獨的加固結構，以確保試車箭不會從發射臺上蹦出去，實現了“上發射臺就是上試驗臺”。

此次試車的箭體不是完整的長征十號運載火箭一級貯箱。根據拍攝的畫面分析，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，那可能很快就會有第二次靜態點火，以驗證重復使用能力，我們先拭目以待一下。

我們現在來看看承擔此次實驗的文昌航天發射場。長征十號發射工位包括1座發射場和2座垂直總裝大樓，以及配套的運載火箭廠房等。載人登月工位塔架位于現有長征五號發射塔架西南方，距離508號距離約3500米，塔架高約130米，采用高強度混凝土核心筒+外包鋼結構設計。并且在周圍設計有4座避雷塔和配套防雷網，以盡可能避免雷電擊中運載火箭。該工位將用于發射長征十號載人登月火箭和長征十號A近地運載火箭。由于長征十號火箭為三級半登月構型，火箭高達92.5米，而長征十號A為兩級近地構型，高67.4米，因此該工位在東側和西側各配置1座登船臂，以適應兩種火箭不同的高度。

為支持載人登月工程，文昌航天發射場擴建了其推進劑庫區。在2024年8月22日的谷歌地球衛星圖片中可以看到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）。此外還擴建了用于支持載人登月的夢舟飛船和攬月著陸器的航天器廠房，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射場的衛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射場

不過長征十號的發射塔和我國此前所有發射塔都不同。我國此前建造的運載火箭發射支持塔架都設置有一種被稱為“回轉平臺”的設施，用于包裹住火箭并在發射前展開，這是因為此前我國火箭的自動化程度并不高，部分關鍵設備在發射前需要由發射人員手動操作，部分火箭轉運后還要進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，并在發射前收起人員踏板，回轉平臺旋轉展開以允許火箭起飛。

之前航天一院推送中出現的圖片

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

載人登月工位的這一改動并不只是節省了幾千噸的回轉平臺，更表明長征十號運載火箭的加工精度得到了大幅提升，理論上可以實現當天轉運后開始發射程序，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，取消回轉平臺簡化了發射塔架的復雜度，提高了設備的抗風能力，增加了載人登月工位在未來極端天氣下的抗損性。

未來，文昌航天發射場的載人登月工位還將承擔“夢舟”飛船最大動壓逃逸試驗，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現的地理起點。

早些時候拍攝的載人登月工位

長征十號運載火箭導流裝置采用單面導流槽設計，不同于長征五號/長征七號的雙面導流槽，這可能是因為西側逼近文昌航天發射場用地紅線和新加注庫區設置在發射場西側導致的。這也是我國有史以來最大的航天發射導流槽，寬40米，長超過140米，深度目測有10米以上，推斷澆筑量可能達到4-5萬噸。載人登月塔架頂部也設置了一個降噪水箱，發射時由水箱提供冷卻水進行噴水降噪，減少聲學載荷對發射場設備的破壞。

此次靜態點火驗證了長征十號運載火箭7機啟動和關機、增壓輸送和伺服系統等方案的合理性，為接下來的最大動壓逃逸試驗、“半箭試飛”試驗和軌道級發射提供了技術支持。目前整個運載火箭正在開展攻關研制，進度符合預期，完整的長征十號A一級火箭有望于26年上半年亮相。火箭的力量有多大，航天的舞臺就有多大。作為我國目前研制中最大的運載火箭，長征十號運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“攬月”著陸器前往月球。

說到“夢舟”和“攬月”，這兩個項目也沒有閑著。2025年6月17日，“夢舟”載人飛船在酒泉衛星發射中心LC-95A完成了零高度逃逸實驗，證實了新型逃逸系統的合理性和可靠性，計劃于稍晚進行最大動壓逃逸實驗。2025年8月6日，用于載人著陸月面的“攬月”著陸器在河北懷來地外天體試驗場完成起飛試驗。除此之外，登月宇航服、深空通信衛星、月球載人巡視器、高分辨率月球軌道遙感衛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。

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本文轉載自“底線思維”，原標題《“火箭的力量有多大，航天的舞臺就有多大”》。

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