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快舟一号通用型固体运载火箭

技术简介

       快舟小型固体运载火箭已成功将快舟一号、快舟二号卫星准确送入预定轨道,用于突发自然灾害监测等领域,创造了我国航天发射机动能力最强、测试发射最快的记录,具有重大的经济价值和社会效益,推广应用前景广泛。

       随着小卫星技术的发展和在各领域的推广应用,其发射需求也大幅增加。依靠传统搭载发射方式已不能满足小卫星的发射需求。因此,成本低、发射方式灵活机动、生产周期短的小型固体运载火箭成为小卫星发射市场的新需求和新趋势,相比运载能力大的火箭,在小卫星、小型航天器发射领域具有很大优势。

       针对小卫星发射服务而言,我国现有或在研的运载火箭与国际发展趋势相比较,尚满足不了小卫星的发射要求和需求。一是和国外比较,现有火箭成本偏高,满足不了小卫星廉价进入空间的要求;二是一些型号的有效载荷能力偏高,与小卫星的发射需求不匹配,导致运载能力浪费的同时也会增加发射成本。因此,开展小卫星专用发射系统的研发,确定适当载荷能力,通过相关技术突破,形成低成本的小卫星专用发射系统。

       快舟一号通用型火箭是在快舟小型固体运载火箭技术基础上,在研制和设计上充分利用了经过多次飞行验证的技术及产品,为满足小卫星专用发射需求而适应性改进的一种地面机动发射的小型固体运载火箭,采用三级固体动力+一级液体上面级的串联式布局,全箭长约20m,一、二子级直径均为Ф1.4m,三子级和末级直径为Ф1.2m,整流罩直径可选Ф1.2m和Ф1.4m。火箭采用移动发射平台发射,为一台多功能运输发射车,能将火箭从技术区转载至发射区,并完成发射前卫星温度环境控制、火箭测试和发射,主要用于将小卫星发射到近地轨道和同步太阳轨道,满足国内外商业发射需求。

       快舟一号通用型火箭运载系数达国际领先水平;实现了火箭飞行过程的高稳定度姿态控制和高精度入轨;在国内首次实现一车一箭灵活机动发射卫星;采用固体火箭快速测试发射技术,解决了传统火箭测试项目繁多、测试设备众多、测试方案效率低等问题。


技术指标

a) 火箭起飞质量:约30t
b) 初始入轨精度(3σ):
半长轴偏差≤5km;
倾角偏差≤0.1º;
偏心率偏差≤0.002。
c) 入轨初始角速度偏差(3σ):
俯仰角速率≤0.3°/s;
偏航角速率≤0.3°/s;
滚动角速率≤0.3°/s;
d) 运载能力:
250kg/500kmSSO
200kg/700kmSSO
e) 发射能力:
发射场地:支持简易阵地;
自主测发控支持:独立完成起竖、瞄准、诸元计算、射前测试及发射控制等;
发射方式:车载、垂直热发射;
发射准备时间(自停车就位至点火起飞)≤4h。
f) 可靠度(目标值):
系统发射可靠度优于0.95(置信度0.7);
飞行可靠性度优于0.90(置信度0.7)。


技术特点

       快舟一号通用型火箭是一型低成本、高入轨精度、高可靠性的固体运载火箭,具有快速响应、应急发射等特点,适用于卫星快速组/补网发射需求,并在以下方面表现出巨大优势:

(1)灵活机动快速发射
快舟一号通用型火箭采用高载荷比固体火箭总体技术,实现了火箭的轻小型化设计,具备了车载机动快速发射卫星的能力,不依托固定塔架,减少了对地面保障条件的依赖,具有灵活机动发射特点,适应多点密集发射模式,满足卫星快速补/组网服务,为各类有效载荷进入空间提供了方便快捷的航天运输工具。
(2)低成本优势
快舟一号通用型火箭采用小型化、集成化设计,减少了箭上单机、设备的数量,简化了系统,降低了成本。一、二、三级固体发动机及连接舱段、主要电气单机均采用成熟产品,降低了成本。
对于小卫星发射费用,快舟一号通用型火箭单发发射总费用仅约700万美元(含火箭费用、发射场费用及保险费用),发射单价约2.3万美元/公斤,在国际商业卫星发射市场具有较强竞争力。


技术水平

       国际先进国内领先


应用领域和范围

       面向300kg级及以下微小卫星单星发射及多星组/补网的低成本、快速发射。


专利状态

       已取得和受理专利100余项


技术状态

       小批量生产、工程应用阶段


合作方式

       合作开发、技术服务、融资


投入需求

       1亿元


转化周期

       1年


预期效益

       快舟一号通用型火箭研制过程中解决了多项关键技术和加工工艺难题,形成的多项自主知识产权技术能够应用到国家工业及民用航天等领域,具有重大的经济价值和社会效益,推广应用前景广泛。

       同时随着社会经济的发展以及航天高新技术的进步,卫星和卫星产品逐渐向小型化、智能化、轻型化方向发展,通过快舟一号通用型火箭的研制,对促进小卫星技术的发展和应用具有重要意义。

       根据产品研制成本,参考国内外同类产品价格水平,与国际同类运载火箭相比具有较强的竞争力。根据近几年市场需求,按每年销售2-3发,每发13%毛利率,销售3年左右就能收回全部研制投入,并有一定的盈利,随着市场的不断拓展,将会获得丰厚的回报。若受国内外经济影响,年发射数量减少,研制投入将延长至4~5年收回。