北京时间2022年3月29日17时50分，搭载“浦江二号”和“天鲲二号”等2颗卫星的“长征六号改”遥一运载火箭，在太原发射场新发射工位9A01发射升空，卫星顺利进入预定轨道，中国新一代运载火箭再添新成员！

作为中国航天史上第一型固体捆绑运载火箭，“长六改”（或“长六甲”）在立项之初就让人耳目一新、充满期待。事实上，作为倾力打造的新一代运载火箭，“长六改”是一型构型变化极丰富的火箭，并且更强大的构型还在路上！

中国的“阿特拉斯5”!

此次首飞的“长六改”遥一采用的是4固推构型，是该型火箭的基本型。同时，在基本型基础上还规划了2固推构型以及光杆构型，为“长六改”拓展了较大的运力区间。

作为一型中型火箭，“长六改”的体量是偏大的，它的起飞质量达到了约530吨，在中国现役运载火箭当中位列“长五”、“长五B”、“长七”以及“长七甲”之后，排名第5，但是“长五”系列火箭属于大型火箭，在中型火箭当中“长七改”可以排到第3。在庞大体量基础之上，“长六改”700千米太阳同步轨道（SSO）运力为4.5吨[1]，只与起飞质量约356吨的双助推“长八”持平，运载系数显著偏低。之所以造成这一结果，一方面是固体助推偏重、比冲偏小，4枚助推的合计起飞质量达到了280吨，且固体发动机的比冲是远不及液体发动机的；另一方面是单台上面级发动机YF-115推力偏小、不具备二次及以上启动能力。

作为一型被寄予厚望的运载火箭，“长六改”自然不会停留在目前的运力上，那么会怎么提升运力？我们可以从今年初的一次发动机试车中找到部分答案。今年1月26日，在中国航天科技集团六院165所抱龙峪试验区，18吨液氧煤油发动机（YF-115）双机并联二次启动首次试车获圆满成功。本次试车的成功，进一步拓宽了18吨液氧煤油发动机应用范围，完善了液氧煤油发动机型谱，拓展了发动机应用维度，提升了火箭运载能力。[2]

在现役运载火箭当中，只有“长七”系列的“长七、“长七甲”和“长六”系列的“长六”、“长六改”配备了YF-115发动机，其中“长七”系列芯二级均配备了4台YF-115发动机，由于运力需求，“长七”系列不太可能将芯二级的YF-115数量降为2台，“长六”2.25米直径的芯二级装不下2台YF-115，于是就可以知道具备2次启动能力的YF-115的双机并联状态基本就是为“长六改”准备的。如果“长六改”芯二级换装2台具备2次启动能力的YF-115，中低轨运力将大幅提升，可以和“长八”拉开较大的距离；如果“长六改”芯二级换装1台具备2次启动能力的YF-115，还将使其具备较强的高轨运力，于是“长六改”会成为兼顾低、中、高轨的全能型运载火箭。

为了适应不同任务需求，“长六改”除了首飞的4.2米直径整流罩，还可根据需求选配3.35米直径和5.2米直径整流罩。结合固推数量0、2、4三种配置，上面级发动机换装1或2台具备2次启动能力的YF-115，我们可以认为“长征六号改”就是中国的“阿特拉斯5”。

三芯并联的宏大构型！

固体火箭固然有推力大、速度快的优点，使用维护也相对简单，可以缩短发射准备周期，但也有质量大、比冲低的缺点，总体运载效率偏低。除了固体捆绑构型，基于模块化、组合化、系列化的思路，“长六改”还有更宏大的构型，采用公共芯级助推的CBC构型已在规划中[3]，就是在芯一级周围平行捆绑与芯一级相同的两个助推模块，实现三芯并联，现役的“德尔塔4”、“重型猎鹰”也采用了这种构型，CBC构型生产维护相对简单，还能拥有较高的运载效率。

CBC构型“长六改”起飞质量可以通过合理推算得出，其芯一级起飞质量接近“长五”单枚助推的156.6吨（同为航天科技八院出品），4固体捆绑构型“长六改”起飞质量约530吨，单枚固推起飞质量为70吨，CBC构型“长六改”起飞质量等于光杆“长六改”加2枚公共芯级助推，于是可得出530-4×70+156.6×2=563.2吨；CBC“长六改”起飞级总计配备6台YF-100液氧煤油发动机，单台推力为1188千牛（约121吨）起，于是可得起飞推力为1188×6=7128千牛（约727吨）。4固体捆绑“长六改”起飞质量约530吨，起飞推力为7230千牛（约734吨），相较而言CBC“长六改”起飞质量略大，起飞推力略小，但是基于燃烧效率更高的液体火箭动力，后者的运力会大幅增长。

从研制生产的角度而言，CBC“长六改”的单机更少、产品化水平更高，研制生产效率自然就更高，有利于可靠性的提高和规模化的应用。同时CBC构型可以将“长六改”的运力提升到一个新的高度，进一步拓展运力区间和任务适应性。对于“长六改”乃至“长六”系列甚至航天科技八院而言，CBC“长六改”都将是一个影响深刻、意义重大的宏大构型！

灵活配置运载火箭的整流罩规格、助推器数量、上面级发动机数量是世界航天摸索出的有益经验，也是航天发射高效运行的路径之一，“长六改”研制遵循了这一路径，一不小心就成了“中国的阿特拉斯5”。不过，“长六改”还吸收了业已验证成熟的CBC构型，其与光杆“长六改”的构型组合与“猎鹰”系列的构型思路一致，某种程度上“长六改”也是中国的“猎鹰”火箭。于是，我们可以说“长六改”是“中国阿特拉斯5”，但又不仅仅是，它是吸收“阿特拉斯5”和“猎鹰”系列火箭构型思路的集大成者，我们还是叫它中国“长征六号改”吧！

作者：大白高国

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参考资料

[1]数据引自中科院中国科普博览
https://c.m.163.com/news/a/H3LUDU3J0511A8O9.html?spss=newsapp

[2]引自中国航天报发布
https://mp.weixin.qq.com/s/KFC0pDjyaG_ujynEtnDO8w

[3]引自央视新闻
https://app.cctv.com/special/m/livevod/index.html?vtype=2&guid=24b09123348147998c43e79c17e4117d&vsetId=C11356