揭秘長征七號改火箭:更苗條的"高軌新兵"
垂直轉運中的長征七號改火箭。中國航天科技集團一院供圖 吳桐小雨/攝
3月12日1時51分，由中國航天科技集團所屬中國運載火箭技術研究院抓總研製的長征七號改遙二運載火箭成功發射。這是繼長征七號運載火箭之後，長征七號系列火箭的一個新成員。
那麼，長征七號改（又名長征七號A）與此前發射的長征七號有什麼區別？外形苗條纖細的它，具備什麼實力？在火箭家族中，它是什麼“擔當”？記者就此採訪了長征七號改火箭總設計師範瑞祥。
範瑞祥說，長征七號改是爲了滿足高軌道發射能力而研製的一型火箭。所謂“高軌道”通常指的是近地點200公里、遠地點3.6萬公里的地球同步轉移軌道。北斗導航衛星、通信衛星都是這個軌道上的“常客”。目前我國除了長征七號改運載火箭外，長征三號甲系列和長征五號運載火箭都具備高軌發射能力。
相比之下，長征七號運載火箭則是爲載人航天工程發射貨運飛船而研製的一型火箭。長征七號運載火箭發射軌道是近地點200公里、遠地點400公里的近地軌道。神舟飛船、“天宮”實驗室和我國未來的空間站都在這個軌道上工作。和長征七號火箭一樣，我國的長征二號F運載火箭、長征五號B運載火箭也都具備近地軌道的發射能力，而且也都是支撐我國載人航天工程建設而研製的火箭。
範瑞祥說，長征七號運載火箭是我國新一代運載火箭裡中型運載火箭的代表，於2016年完成首飛。尤其是在2017年4月20日，長征七號遙二運載火箭成功發射了我國第一艘貨運飛船，所以長征七號也有載人空間站“貨運專列”的稱號。
其實，長征七號改和長征七號最大的不同就是發射的載荷功能不同、軌道不同。一個是填補運載能力空白的“高軌新兵”，一個是我國載人空間站的“貨運專列”。
三級半“更苗條”
乍一看，長征七號改與長征七號在外形上沒有什麼不一樣，都是外表清秀的“大個子”，但是仔細一對比，長七改比長征七號的確“高”了不少。長征七號改全長60.1米，而長征七號53.1米。
範瑞祥說，長征七號是一型“兩級半”構型的火箭，而長征七號改是一型“三級半”構型的火箭，多出了一個第三級。多出的“芯三級”模塊，主要是爲了給長征七號改火箭提供能夠往更高軌道飛行的動力。這也是長七改作爲“高軌專列”的重要原因之一。
在外形上，長征七號改和長征七號還有一個不同就是整流罩柱段的高度。長征七號改火箭的整流罩柱段高度爲5.5米，長征七號火箭的整流罩柱段高度爲8米。個頭高的反而頭部矮了一點，這裡的原因主要是，由於火箭的有效載荷由貨運飛船變爲了衛星，爲了更好的適應未來高軌衛星的發射任務，整流罩相應也作出了調整。
雖然構型不一樣，外形也有一些差別，但是這“哥倆兒”在外觀上也還有很多相同的地方。比如，他們的芯一級、芯二級都是3.35米直徑，助推器也都是2.25米直徑，所以在外觀上，確實有很多相似的地方。
助推器“不分離”
據範瑞祥介紹，火箭通過燃燒燃料釋放推力來飛行，這些燃料儲存在助推器和芯級的儲箱中，火箭點火升空後，燃料不斷燃燒減少，燃料燃燒完後，就需要按控制程序，使沒有燃料的助推器、芯級從箭體上分離，從而使火箭“輕裝前行”。
通常，火箭的助推器主要實現助推的功能，工作時間較短，一般在火箭點火後幾十秒推進劑就會燃燒完，就會與芯一級分離。不同的是，長征七號改火箭的助推器不單獨分離，助推器和芯一級結合在一起，在火箭起飛後173秒左右，同芯二級分離。這樣能有很多好處，助推器不單獨分離，就可以少配備一套分離系統，從而降低系統整體的複雜度，提升了火箭可靠性和經濟性。
一樣的“創新基因”
雖然，長征七號改和長征七號這“哥倆兒”功能、外形、助推器分離方式都不太一樣，但骨子裡的創新基因確是一樣的。
範瑞祥說，長征七號和長征七號改一樣，同屬長征七號系列火箭家族。長征七號火箭的研製歷時8年，2016年首飛成功，僅初樣研製階段，研發人員就做了1600多項研製試驗，大型地面試驗達360多項。長征七號也是我國第一枚數字化火箭，也是首枚在文昌發射場發射的火箭，全部採用先進的無毒無污染液氧煤油推進劑，將我國火箭的運載能力提升了1.6倍。
“實際上，創新也是長征火箭大家族共同的‘家風’。”範瑞祥說，早在航天事業誕生之初，航天人就靠着自力更生開創了“兩彈一星”歷史偉業。同樣通過幾代航天人的大膽創新，中國航天相繼取得了載人航天、月球探測、北斗工程等多項受世人矚目的壯舉。
後續，長征七號改火箭還將根據任務需求研製更大直徑的整流罩構型。範瑞祥說，中國將以長征七號改火箭爲基礎，通過增加上面級等方案，實現零度軌道傾角衛星發射任務，執行探月、探火和小行星探測等深空探測任務，爲航天強國建設提供堅實保障。