卫星互联网行业报告：卫星互联网建设与应用（52页）

行业报告下载 2023年12月26日 06:38 管理员

由于每次发射所耗费的火箭和燃料的成本都是固定的，因此每次火箭发射能够运载更多卫星，则单颗卫星的发射成本也会大幅下降，星座建设的周期和成本也相应减少，因此如何加大单次火箭发射的运力，即“一箭多星”，成为了商业航天关注的重点领域之一。要实现“一箭多星”，一方面如前文所述，通过合理设计卫星结构，减轻单星重量，另一方面则是提高火箭的运载能力。运载能力是火箭性能最直接、最重要的参数指标，要提高火箭运载能力，主要有 4 方面措施。一是通过优化级间比增加助推器加注量。如长征三号甲系列、欧洲的阿里安 5 系列，以及美国的猎鹰九号运载火箭通过这项措施，使运载能力显著提高。二是运载器结构优化减重。长征三号乙运载火箭就是通过减重的方法，将运载能力提升了 50 公斤，以满足发射要求。三是对发动机性能进行优化升级，提高发动机推力和比冲。我国长征五号运载火箭上使用了首次研制的膨胀循环动力方式氢氧发动机，是目前国际上比冲性能最高的火箭发动机，并且具有高空多次启动能力。四是从火箭总体构想进行优化设计。包括尽可能选用推力大的发动机作为基础动力、开展载荷姿控联合设计降低结构载荷条件等。目前我国长五运载火箭以 25 吨的近地轨道最大运载能力和 14 吨的地球同步转移轨道最大运载能力，跃升为世界火箭运载能力第二。我国火箭发动机发展迅速，性能不断接近 SpaceX。SpaceX 猎鹰 9 号的第一级包括九台 Merlin 发动机和装有液氧和火箭级煤油 (RP-1) 推进剂的铝锂合金箱，每台发动机可提供 845 千牛海平面推力，使猎鹰 9 号在海平面产生超过 170 万磅（约 770 吨）的推力。2023 年 4 月成功首飞的天龙二号遥一运载火箭，是全球首次采用煤基航天煤油作为燃料飞行的液体运载火箭。该箭芯一级配备 3 台 YF-102 发动机，由航天六院研制，最大海平面推力为 835 千牛，是我国首台开式循环、可重复使用液氧煤油发动机。同样由六院研制的液体火箭发动机也于 2022 年 11 月首次整机试车成功，设计推力为 500 吨级，是现役 120 吨级液氧煤油发动机的约四倍。