“高轨新兵”入列！一文读懂“长七A”

通讯员 陈洁 贾智云 王伟童 科技日报记者 付毅飞

3月12日凌晨，由中国航天科技集团一院抓总研制的长征七号A运载火箭，在海南文昌发射场点火升空，将试验九号卫星送入预定轨道。

长征七号A是在长征七号火箭基础上，与长征三号甲系列火箭三子级组合形成的三级半火箭，是我国新一代中型运载火箭的主力构型，同时具备零倾角轨道、奔月轨道等高轨发射能力。

目前我国具备高轨道发射能力的主力运载火箭，能够将5.5吨的有效载荷送到地球同步转移轨道，而长征七号A的成功研制，填补了我国运载火箭地球同步转移轨道5.5吨至7吨运载能力的空白。

该火箭总指挥孟刚说，“长征七号A的成功发射，进一步丰富了长征系列运载火箭的型谱，不仅实现了我国中型运载火箭的更新换代，而且将有力带动和牵引我国未来大中型卫星的升级换代，对航天强国建设具有重要意义。”

未来，在36000公里的地球同步轨道上，具备7吨运载能力的长征七号A火箭将和具备5.5吨运载能力的长征三号甲系列火箭、具备14吨运载能力的长征五号火箭一起，形成更加优化、合理的能力布局，这将大力提升中国航天进出空间的能力，对推进高轨道卫星组网建设具有重大意义。

作为长征七号系列运载火箭的新成员，长征七号A与长征七号有何异同？

“高轨新兵”和“货运专列”

长征七号A是为了满足高轨道发射能力而研制的一型火箭。所谓“高轨道”通常是指近地点200公里、远地点36000公里的地球同步转移轨道。北斗导航卫星、通信卫星都是这个轨道上的“常客”。目前我国长征三号甲系列和长征五号火箭都具备高轨发射能力，长征七号A则是一位“高轨新兵”。

长征七号是我国新一代中型运载火箭的代表，为载人航天工程发射货运飞船而研制，发射轨道是近地点200公里、远地点400公里的近地轨道。神舟飞船、天宫一号、天宫二号和我国未来空间站都在这个轨道上工作。

除了长征七号，我国的长征二号F火箭、长征五号B火箭都具备近地轨道发射能力，而且都是为支撑我国载人航天工程建设而研制的火箭。

长征七号于2016年完成首飞。2017年4月20日，长征七号遥二运载火箭成功发射了我国第一艘货运飞船，因而它也获得了载人空间站“货运专列”的称号。

简言之，长征七号A和长征七号最大的不同就是发射的载荷功能不同、轨道不同。一个是填补运载能力空白的“高轨新兵”，一个是我国载人空间站的“货运专列”。

都是“瘦高个”，长七A更高

乍一看，长征七号A与长征七号在外形上没什么区别，都是“瘦高个”。仔细一对比，长征七号A更高。

长征七号A全长60.1米，长征七号则是53.1米。相差的7米是什么？

原来，长征七号是由芯一级、芯二级加上助推器组成的“两级半”构型，而长征七号A是“三级半”构型，多出了一个“芯三级”。

芯三级模块，主要是用于给长征七号A提供飞往更高轨道的动力，这也是它能成为“高轨专列”的重要原因之一。 

两型火箭的外观区别还在于整流罩。长征七号的整流罩柱段高度为8米，长征七号A的则为5.5米，个子高的“脑袋”反而更小。原因是火箭的有效载荷由货运飞船变为了卫星，为了更好适应未来高轨卫星的发射任务，整流罩相应也做出了调整。

这“哥俩”在外观上也有很多相同之处。比如它们的芯一级、芯二级直径都是3.35米，助推器直径也都是2.25米。毕竟是“亲兄弟”。

不同助推器分离方式有学问

火箭燃料储存在助推器和芯级的储箱中，燃料燃烧完后，就要按照控制程序，让没有燃料的助推器或芯级从箭体上分离，让剩余部分轻装前行。

其中，助推器通常工作时间较短，一般在火箭点火后几十秒就会用尽燃料，与芯一级分离。

目前世界上绝大多数火箭都采用这种分离方式，长征七号也是如此。该火箭点火大约174秒后助推器分离，188秒后芯一级分离。

长征七号A却不同。它的助推器不单独分离，而是跟芯一级结合，在火箭起飞后173秒左右，一起与芯二级分离。

这种设计有很多好处。比如，助推器不单独分离，就可以少配备一套分离系统，从而降低系统整体的复杂度，提升火箭可靠性和经济性。

但要做到让助推器和芯一级一起分离也不容易，首先要确保助推器和芯一级的燃料几乎同时燃烧完，这必须通过精确设计，调整助推器和芯一级燃料的加注量、调整发动机工作时序、调整一二级反推火箭位置等才能实现。

为此，长征七号A芯一级、芯二级的燃料加注量有所减少，这也使个子比长征七号更高的它，起飞重量却更轻。

一样的创新基因和强国使命

长征七号在新一代运载火箭大家族的创新之路上，可谓“跨了一大步”，肩负了技术进步的历史重任。