長征十一號

長征十一號

長征十一號(代號:CZ-11/LM-11),是中國航天科技集團公司所屬中國運載火箭技術研究院研製的一型四級全固體運載火箭。該火箭主要用於快速機動發射應急衛星,滿足自然災害、突發事件等應急情況下微小衛星發射需求。

長征十一號於2010年10月立項啟動研製;2015年9月25日在酒泉衛星發射中心首飛成功;2019年6月5日首次海上發射,以“一箭七星”方式,將七顆衛星送入預定軌道。

長征十一號作為中國長征系列第一型固體運載火箭,具有“快速、可靠、便捷、低廉”的優勢,標誌著中國具備了微小衛星快速組網能力,對快速進入空間能力具有里程碑意義,有力促進了中國小衛星的規模化發展和套用。

2022年4月30日11時30分,中國在東海海域使用長征十一號海射遙三火箭發射吉林一號高分03D(04~07)/04A衛星,衛星順利進入預定軌道,發射任務獲得圓滿成功。10月7日21時10分,長征十一號運載火箭在海陽港附近近岸海域,以“一箭雙星”方式發射微厘空間北斗低軌導航增強系統S5/S6試驗衛星,衛星順利送入預定軌道,發射取得圓滿成功。2023年3月15日19時41分,中國在酒泉衛星發射中心使用長征十一號運載火箭,成功將試驗十九號衛星發射升空,衛星順利進入預定軌道,發射任務獲得圓滿成功。

基本介紹

  • 中文名:長征十一號
  • 外文名:Long March 11 
  • 火箭類型:四級固體運載火箭
  • 火箭代號:CZ-11/LM-11 
  • 前型/級長征十號
  • 次型/級:此為最新型
  • 研製國家:中國
  • 研製單位中國運載火箭技術研究院
  • 總設計師:管洪波 
  • 火箭全長:20.8米
  • 起飛質量:58噸
  • 運載能力:太陽同步軌道400千克
  • 火箭狀態:在役
研製歷程,歷史背景,研製進程,系統組成,總體設計,箭體結構,動力系統,設計參數,發射動態,發射記錄,發射任務,系列型號,技術創新,總體評價,

研製歷程

歷史背景

國際競爭
21世紀初,面對空間資源開發及競爭性商業航天發射需求,世界航天強國均擁有固體運載火箭系列。中國雖然研製了長征系列液體運載火箭,但在反應快、可靠性高、操作簡便的固體運載火箭領域尚屬空白,需要突破。
小衛星發射需求
小衛星,通常為500千克以下的衛星。中國現役火箭中,尚缺乏發射小衛星的經濟型火箭。為應對突發自然災害等應急型任務和滿足快速回響航天的需要,實現24小時快速發射,都要求研製新型火箭。
固體火箭發動機需要
捆綁大型固體助推器是世界各國構建大型運載火箭、豐富運載火箭型譜的技術途徑。中國研製大型固體火箭,可發展出用於液體運載火箭的捆綁固體助推器,使整個長征系列運載火箭受益。

研製進程

2010年10月,中國航天科技集團公司將長征十一號火箭作為內部型號立項。在研製過程中,沒有採用新工藝、新材料甚至是新的元器件,而是根據實際需要,將其他型號中性能合格、環境匹配、成熟度高的產品經過嚴密論證審核,用到長征十一號火箭上。
長征十一號
長征十一號電腦模擬圖
2015年9月25日9點41分,長征十一號首次在酒泉衛星發射中心成功起飛,攜帶浦江一號和另外3顆微小衛星升空將4枚衛星順利運送至預定軌道。
2019年6月5日12時06分,在中國黃海水域長征十一號H海射運載火箭首次海上發射,將技術試驗衛星捕風一號A、B星及五顆商業衛星順利送入預定軌道。
設計團隊
總設計師:彭昆雅
長征十一號
長征十一號遙三火箭與衛星對接
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

系統組成

總體設計

長征十一號為四級固體運載火箭,全長21米,總重量約57.7噸,箭體最大直徑2.0米,具有1.6米、2.0米兩種直徑整流罩構型,起飛推力120噸,700千米太陽同步軌道運載能力可以達到350千克,低軌運載能力可達700千克。主要用於發射太陽同步軌道和近地軌道小型太空飛行器,500公里太陽同步軌道的運載能力為500千克。
長征十一號運載火箭可滿足不同任務載荷、不同軌道的多樣化發射需求。

箭體結構

長征十一號全箭由一子級、二子級、三子級、上面級和衛星整流罩等箭體結構及箭上的推進系統、控制系統、遙測系統與姿態控制系統等組成。
長征十一號一、二級和二、三級之間的分離採用熱分離方式。
長征十一號採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。

動力系統

長征十一號運載火箭是在突破120噸大推力固體火箭發動機技術的基礎上,研製的機動發射固體運載火箭,可實現24小時內測試、發射。
長征十一號
長征十一號火箭結構示意圖
長征十一號的動力系統由固體運載火箭、發射支持系統組成,一級採用中國推力最大的固體火箭發動機,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的特點。火箭一級發動機其燃燒室裝藥量為中國固體發動機之最;採用的柔性噴管是中國尺寸最大的發動機噴管。
發動機研製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:張卓勛、賀向東、魏坤龍

設計參數

長征十一號總體設計參數
項目
數據
火箭級數
四級
推進劑
火箭全長
20.8米
整流罩直徑
1.6/2.0米
最大直徑
2.0米
起飛質量
57.6噸
起飛推力
120噸
SSO運載能力
350~400千克(700千米SSO:Sun-synchronous orbit,太陽同步軌道
LEO運載能力
700千克(LEO:Low Earth orbit,近地軌道
長征十一號一級火箭參數
項目
數據
直徑
2.0米
起飛質量
39.8噸
推進劑質量
35噸
最大推力
1200卡牛
海平面比沖
248秒
工作時間
約72秒
殼體材料

發射動態

發射記錄

長征十一號火箭發射記錄
序號
火箭編號
發射日期
載荷
發射軌道
發射地點
發射結果
備註
1
長征十一號遙一
2015年9月25日
浦江一號衛星
三顆上科大二號衛星
SSO
酒泉、機動發射陣地
成功
首飛;一箭四星
2
長征十一號遙二
2016年11月10日
分離載荷:
脈衝星導航試驗衛星、
長沙天儀瀟湘一號衛星
浙江利騅科技麗水一號立方星01星、兩顆微納衛星皮納二號
不分離載荷:
科創KS試驗載荷(CAS-2T)、豐臺少年一號暨少年夢想一號小衛星
SSO
酒泉、機動發射陣地
成功
一箭五星;首次探索了民營衛星商業搭載的發射模式
3
長征十一號遙三
2018年1月19日
吉林一號視頻07星(德清一號)、吉林一號視頻08星(林業二號)、淮安號恩來星(淮安號2U立方體微納衛星)、天儀瀟湘新區號微納衛星(長沙天儀瀟湘二號衛星)、天儀亦莊·全圖通一號新體制應急救援技術試驗衛星、(長沙天儀瀟湘六號衛星)、加拿大克卜勒通信公司KIPP衛星(克卜勒一號3U立方體衛星)
SSO
酒泉、機動發射陣地
成功
一箭六星;
首發運力提升型號;
首次全商業發射
4
長征十一號遙四
2018年4月26日
珠海一號02組五顆衛星
(第二代亞米級視頻衛星+
高光譜01/02/03/04星)
(OVS-2+OHS-01/02/03/04)
(高光譜01星即青科大一號衛星)
(高光譜03星即貴陽一號衛星)
SSO
酒泉、機動發射陣地
成功
中國星座組網,同一軌道面發射衛星數量最多的一次發射
5
長征十一號遙五
2018年12月22日
虹雲工程技術驗證衛星
(虹雲·武漢號)
SSO
酒泉、機動發射陣地
成功
航天科工虹雲工程首發星;
首顆低軌寬頻通信技術試驗衛星
6
長征十一號遙六
2019年1月21日
吉林一號光譜01/02星、
天儀瀟湘一號03星、零重空間靈鵲遙感星座首顆技術驗證星
SSO
酒泉、機動發射陣地
成功
一箭四星
7
長征十一號H-WEY
2019年6月5日
捕風一號A/B衛星、中電網通一號A/B衛星、吉林一號高分03A衛星、天啟三號衛星、瀟湘一號04星
SSO
黃海海域
發射
成功
中國首次海上發射
8
長征十一號遙七
2019年9月19日
珠海一號03組衛星
SSO
酒泉、機動發射陣地
成功
03組5顆衛星,包括1顆視頻衛星和4顆高光譜衛星
9
長征十一號遙八
2020年5月30日
新技術試驗衛星G星、H星
-
西昌衛星發射中心
成功
首次西昌火箭發射;首次採用2米整流罩、設計內支撐結構、採用新信息化發射平台
10
長征十一號H
2020年9月15日
吉林一號高分03-1組衛星(3顆視頻成像衛星,6顆推掃成像模式衛星)
-
黃海海域發射
成功
一箭九星、第二次海上發射
11
長征十一號遙九
2020年12月10日4時14分
引力波暴高能電磁對應體全天監測器衛星
-
西昌衛星發射中心
成功
一箭雙星發射功
12
長征十一號海射遙三
2022年4月30日11時30分
吉林一號高分03D(04~07)/04A衛星
-
東海海域
成功
一箭多星發射
13
長征十一號
2022年10月7日21點10分
“微厘空間低軌衛星導航增強系統”S5/S6試驗衛星
-
山東海陽市東方航天港
成功
一箭雙星
14
長征十一號
2022年12月16日14時17分
試驗二十一號衛星
-
西昌衛星發射中心
成功
該衛星主要用於開展空間新技術在軌驗證試驗。
15
長征十一號
2023年3月15日19時41分
試驗十九號衛星
-
酒泉衛星發射中心
成功
該衛星主要用於國土普查、城市規劃和防災減災等領域。
16
長征十一號
2023年12月26日6時39分
試驗二十四號C衛星

太原衛星發射中心
成功

發射任務

2020年12月10日4時14分,中國在西昌衛星發射中心用長征十一號遙九固體運載火箭將引力波暴高能電磁對應體全天監測器衛星發射升空,衛星順利進入預定軌道,發射任務取得成功。
2022年4月30日11時30分,中國在東海海域使用長征十一號海射遙三火箭發射吉林一號高分03D(04~07)/04A衛星,衛星順利進入預定軌道,發射任務獲得成功。該衛星主要為國土資源普查、城市規劃、災害監測等行業領域提供商業遙感服務。
2022年10月7日21點10分,長征十一號固體運載火箭在山東海陽市東方航天港點火升空,以“一箭雙星”方式,將“微厘空間低軌衛星導航增強系統”S5/S6試驗衛星送入預定軌道,發射任務取得圓滿成功。
台北時間2023年3月15日19時41分,中國在酒泉衛星發射中心使用長征十一號運載火箭,成功將試驗十九號衛星發射升空,衛星順利進入預定軌道,發射任務獲得圓滿成功。本次發射任務火箭採用的是2.0米直徑整流罩狀態。
自首飛以來,長十一火箭連續取得12次陸地發射和4次海上發射任務的圓滿成功,火箭技術狀態成熟,具備年產10發的生產能力。
台北時間2023年12月26日6時39分,中國太原衛星發射中心在廣東陽江附近海域利用長征十一號運載火箭,成功發射試驗二十四號C衛星,三星順利進入預定軌道,發射任務取得圓滿成功。此次任務是長征系列運載火箭的第503次飛行。

系列型號

長征十一號H海射運載火箭是中國航天科技集團公司為適應海上發射需要,在長征十一號基礎上改進研製的新型火箭。
長征十一號
長征十一號H準備發射
2019年,長征十一號H火箭海上發射技術試驗獲得國防科工局的正式立項。
長征十一號H以民用船舶為發射平台,探索了海上發射管理模式,驗證了海上發射能力。運載火箭海上發射具有靈活性強、任務適應性好、發射經濟性優等特點,可通過靈活選擇發射點和航落區,滿足各種軌道有效載荷發射需求。
2019年6月5日,長征十一號H在中國黃海水域首次海上發射成功。
長征十一號
長征十一號H首次海上發射
長征十一號甲運載火箭是中國航天科技集團公司在長征十一號基礎上,改進研製的新型火箭。長征十一甲固體運載火箭,其低軌運載能力達2噸,起飛推力達200噸,性價比得到大幅提升。長十一甲固體運載火箭研製成功後,將進一步完善長征系列新一代運載火箭的運載能力梯隊,帶動中國固體動力技術創新,推動商業航天發展。
長征十一號
長征十一號遙八火箭2米整流罩
長征十一號商業一型將火箭一級外殼材料由鋼換為碳纖維,並將一級發動機海平面比沖由248秒提高到252秒,進一步提高了火箭性能,700千米SSO運載能力提高到500千克。火箭可採用陸基海基且冷熱兼容的多種發射方式。該型火箭於2018年首飛。
長征十一號
商業一型
長征十一號商業二型是中國第一型按成本目標設計、生產、運營的火箭。研製單位在商業一型的基礎上,將火箭一級直徑拓展到2.5米,增大了一級的裝藥量,延長了一級的燃燒時間。同時通過單機集成,實現箭上電器一體化。該型火箭能覆蓋絕大多數低軌衛星發射需求。火箭起飛質量115噸,整流罩有2.4/2.7/2.9米三種直徑尺寸可供選擇,火箭700千米SSO運載能力提高到1.5噸,火箭採用簡易台架熱發射的發射方式。該型火箭於2019年首飛。
長征十一號
商業二型

技術創新

複合材料整流罩
長征十一號沒有採用常規火箭的金屬框和金屬桁條結構整流罩,而由航天材料及工藝研究所研製了全碳纖維增強複合材料整流罩,新整流罩不僅剛度和強度大,重量也輕。新整流罩分成兩個半罩生產,為錐柱一體的結構,能承受各種複雜外力作用,相比於液體火箭部段組合的方式,生產精度提高一倍。
長征十一號火箭的熱環境更嚴酷,綜合環境適應性要求更高,採用兼顧熱、力、介質、施工等環境適應性的防熱塗層,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,使火箭運載能力提高了20%。
無依託發射
長征十一號除了24小時內可完成發射準備外,還具備全天候、無依託發射的能力,不需要專門的火箭發射場、勤務塔、臍帶塔和導流槽等專門設施,連發射台都不需要,只需一片平地就可以發射。為了具備無依託發射能力,長征十一號採用能夠自主移動並完成測試準備的發射平台。
海上發射
國際上對近赤道、低傾角衛星的需求旺盛,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,成為許多航天強國爭相開發的一種發射模式。針對國際商業用戶的需求,中國採用長征十一號在2019年推出海上低傾角發射服務。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簡潔;在發射時,還要面對海面的晃動和高溫熱流的引導等問題,需要運載火箭採用合適的控制與發射方式。
航天科技集團一院採用萬噸級的普通貨船改造成為海上發射平台。在常規發射任務中,火箭的控制和監測信號通過有線通信系統傳輸,而在海射任務中,只能通過無線傳輸形式來實現,長征十一號(CZ-11 WEY)為中國首枚採用無線測發控技術實施發射的火箭。以往火箭的飛行安全控制需要地面人員監測和控制,長征十一號則是由火箭自身根據飛行情況,實時自主判斷,中國火箭首次實現自主安全控制。
長征十一號火箭海上發射,首次以箭星組合體形式整體出廠,由總裝廠經鐵路、公路運輸至港口,到達港口後僅用2、3天測試準備隨即登船,航行到指定海域後可隨時發射。
長征十一號
長征十一號總裝測試

總體評價

長征十一號研製成功,標誌著中國在固體運載火箭領域關鍵技術上取得重大突破,對於完善中國運載火箭型譜、提升進入空間能力,具有重要意義。火箭可滿足不同任務載荷、不同軌道的多樣化發射需求,有力地促進了中國小衛星的規模化發展與套用。
長征十一號突破了大型固體火箭發動機(120噸級)、快速測試發射(從準備到發射在24小時以內)、衛星環境綜合保障等關鍵技術,首次實現了運載火箭的全箭整體儲存、星箭快速對接、環境自主保障、高效快速發射,具備全天候數小時內完成發射的能力。作為中國長征系列火箭家族第一型固體運載火箭,長征十一號有“快速、可靠、便捷、低廉”的優勢,能滿足自然災害、突發事件等應急情況下微小衛星發射需求。因使用標準的星箭接口,使火箭能夠適應不同衛星的任務需求,減少星箭接口匹配的工作量。
長征十一號運載火箭創造11項中國第一:
第一型國家立項的固體運載火箭;
第一型實現小時級發射的運載火箭;
第一型具備機動發射能力的運載火箭;
第一型具備長期貯存能力的運載火箭;
第一型可無依託發射的運載火箭;
第一型適應複雜發射環境的運載火箭;
第一型具備實用運載能力的固體運載火箭;
第一型適合小衛星快速發射的運載火箭;
第一型四級全固體運載火箭;
第一型向外國衛星提供搭載服務的固體運載火箭;
中國規模最大的固體運載火箭。(人民網、中國新聞網、中國航天科技集團公司 評
長征十一號
長征十一號海上發射

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