引力一号首飞成功，它为什么长得这么奇怪？

作者：梁毅辰

2024年1月11日，全球运力最强固体运载火箭——中国“引力一号”成功首飞。今天给大家讲讲这个火箭。很多人都介绍过，这是目前世界上运载能力最强的固体火箭，所以意义咱们先不说了，咱们说说里面几个技术问题，

首先，看过现场视频的很多朋友都问，**为啥它的烟那么大?**因为是固体燃料火箭，成分很复杂，液体火箭烧出来的基本都是气体，但是固体火箭燃料里面有好多的增塑剂啊，粘接剂啊，会烧出好多固体小颗粒，所以烟就很大。

还有很多人问，这个火箭为啥形状看起来这么奇怪呢？答，为了获得更大的起飞推力。我看了一下东方空间给的资料，他们的整个火箭都是围绕着航天四院两米六五的固体火箭发动机设计的。航天四院的固发货架产品有一米二、两米、两米六(两米六五就是这个模块)、三米五这几个型号。引力一号想要达到比较高的运载能力，第一级的推力就得够大。固发跟液发不一样，液发可以一个圆筒筒下面装好几台发动机，固发不是，固发是那个圆筒筒，是他本身的一部分。如果是一根光杆不加助推器，能用的最大的是三米五那个，推力五百吨，这两年刚研制成功，不属于成熟产品，所以他们选择中间一个两米六模块四周再绑四个两米六五模块，两米六模块的推力从150到两百多吨不等，前面的什么力箭啊，捷龙啊，这些火箭都用过，很成熟。

大家这两天经常能看到一句话是引力一号总师布向伟说的，说这个火箭系统创新，单元可靠，通过模块化、组合化捆绑设计，实现运载能力跨越。创新和可靠往往是悖论，这句话的意思是，这些模块都很成熟，但没人把他们这么绑起来过，这种系统是创新的。这样一来，一级就会有五个两米六五模块，如果他们同时点火，一级的推力又太大了，没必要，三个又不够，四个你咋跟上面连接呀？所以干脆一开始点火的时候不让这个芯级着，光是四台助推器点火，六百吨推力推400吨的火箭，没有问题。而这个芯一级其实相当于是二级，等助推器快烧完了他再点火。所以其实相当于是把别的固体火箭的长度变成了这个火箭的宽度，于是，他就变成了这样短粗状。而也正是因为这样短粗，所以无论是装配还是维护都比较方便，不需要那么高的架子就能完成。这也应了布总师的一句话，叫通过构型优化，大幅降低三垂模式（垂直组装、垂直测试、垂直转运发射）保障要求，提高地面使用过程中的效率、可靠性和安全性。

除了这些之外，布总师还说了一句话，叫优化飞行时序，解决固体助推器不同步导致的分离难题。啥叫固体助推器不同步，看过我巡天之箭的同学应该有印象，那就是固体火箭发动机停车不利索，液体发动机阀门儿一关立马熄火，四台发动机同时关阀门他们就同时熄火，固发不一样，他的药柱本身就是燃烧室，啥时候不烧了啥时候推力终止。那这个四台发动机四个药柱那么老大，他多少一秒他少烧一秒这都说不好，别说一秒了，左边比右边多烧个零点一秒这个火箭姿态都得变化。

他们说的这个优化时序，我看了一下演示视频啊，就是周围四个助推器还没完全烧完的时候，中间的发动机就已经点火了，点火就意味着这台发动机可以通过摆动喷管来控制火箭了，所以接下来四台助推器烧完的节奏即便是有点不同步也能控制住。这就叫优化时序。

东方空间引力一号的首飞可以说是非常完美，这几年咱们国家的商业航天也是发展的越来越好，听东方空间说，引力二号的目标就是可以回收的液体火箭了，参数要对标spacex的猎鹰九号，两年左右就会首飞，咱们就拭目以待，看未来民营航天还会带给咱们哪些惊喜吧~我是苟胜，带给你硬核又有趣的航空航天知识，点赞加关注就可以下课了。

本文为科普中国·星空计划扶持作品

作者：梁毅辰

审核：周炳红

出品：中国科协科普部

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