“長征十二號”遙四運載火箭

北京時間2025年12月12日上午，“長征十二號”遙四運載火箭從海南商業(yè)航天發(fā)射場發(fā)射升空，隨后成功將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)低軌第16組衛(wèi)星送入近地軌道。本次任務(wù)是中國首款直徑3.8米火箭“長征十二號”的第4次發(fā)射，同時，在首飛僅僅13個月以后，該箭后續(xù)型號“長征十二號甲”也將迎來首飛，這將是新一代“長征”運載火箭在動力類型、重復(fù)使用能力、研制模式上的一次重大跨越。

新一代長征火箭首個液氧甲烷型號

本世紀(jì)初，中國基于“一個系列、兩種發(fā)動機、三個模塊”的總體發(fā)展思路以及“通用化、系列化、組合化”的設(shè)計思想打造了新一代“長征”運載火箭，發(fā)展了海平面推力50噸級的液氫液氧發(fā)動機（YF-77）和海平面推力120噸級的煤油液氧發(fā)動機（YF-100系列），后者構(gòu)成了新一代“長征”火箭動力系統(tǒng)的基礎(chǔ)，確立了新一代“長征”火箭液氧煤油動力路線。隨著技術(shù)的發(fā)展和需求的變化，液氧甲烷動力正在成為新一代“長征”火箭主動力的新選擇，“長征”火箭即將迎來首個液氧甲烷型號“長征十二號甲”。

“長征十二號甲”為中國航天科技集團八院研制的中型全低溫液體運載火箭，采用簡潔的兩級串聯(lián)構(gòu)型，主動力全部采用液氧甲烷推進劑。該箭主要用于近地軌道巨型衛(wèi)星星座大規(guī)模批量組網(wǎng)發(fā)射任務(wù)。

“長征十二號甲”一級配備7臺“龍云”（LY-70）液氧甲烷發(fā)動機，采用燃氣發(fā)生器循環(huán)，泵后雙向搖擺（±8度），混合比2.81（可調(diào)節(jié)±0.3），單臺海平面推力約80噸（785千牛），推重比110，海平面比沖293.9秒。二級配備1臺YF-209真空型液氧甲烷發(fā)動機（YF-209V），采用燃氣發(fā)生器循環(huán)，泵后雙向搖擺（±8度），真空推力96噸，推重比80，真空比沖353秒。

“長征十二號甲”全箭高70米左右，箭體直徑3.8米，可選配直徑4.2米和直徑5.2米整流罩，起飛質(zhì)量450噸左右，高度200千米近地軌道（LEO）運載能力12噸，高度700千米太陽同步軌道（SSO）運載能力7.3噸。

相較于“長征十二號”，“長征十二號甲”起飛質(zhì)量略大，運力小幅增長。通過將主動力替換為液氧甲烷發(fā)動機，“長征十二號甲”推進劑成本更低、更清潔，可以拉低單位發(fā)射成本。但這些并不構(gòu)成新一代“長征”火箭使用液氧甲烷發(fā)動機的充分理由，真正促成新一代“長征”火箭主動力從液氧煤油發(fā)動機跨越到液氧甲烷發(fā)動機的是更優(yōu)的復(fù)用能力。

新一代長征火箭首飛可復(fù)用型號

（世界時）2015年12月22日，在“獵鷹九號”運載火箭完成近地軌道一箭多星發(fā)射任務(wù)后，一級（B1019）返場回收獲得成功，開啟了世界運載火箭回收復(fù)用的時代。此后數(shù)年，“獵鷹九號”一級實現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定回收復(fù)用，現(xiàn)已形成了超過100次/年“高頻次”發(fā)射能力，單位發(fā)射成本壓降至5000美元/千克以內(nèi)。自（世界時）2019年5月24日開啟組網(wǎng)發(fā)射迄今，“獵鷹九號”已經(jīng)將超過10000顆“星鏈”衛(wèi)星送入近地軌道，充分展現(xiàn)了支持巨型低軌星座組網(wǎng)需要一型什么樣的運載火箭。

隨著近地軌道資源的開發(fā)和有限軌道資源的爭奪，中國規(guī)劃了以“星網(wǎng)”、“千帆”為代表的巨型低軌通信衛(wèi)星星座，數(shù)以萬計的星座衛(wèi)星等待發(fā)射，而新一代“長征”火箭現(xiàn)役型號均為一次性火箭，發(fā)射頻次不夠高、發(fā)射成本不夠低，在組網(wǎng)初期可以成為短缺的即戰(zhàn)力，但最終還得發(fā)展大型可重復(fù)使用運載火箭，以實現(xiàn)“大運力、高頻次、低成本”發(fā)射，構(gòu)成巨型星座組網(wǎng)的持久戰(zhàn)力。

發(fā)展可重復(fù)使用運載火箭，有三種動力路線可選：液氫液氧、液氧煤油、液氧甲烷。按照技術(shù)實現(xiàn)難度（由高到低）排列為：液氫液氧、液氧甲烷、液氧煤油；按照發(fā)動機比沖排列為：液氫液氧、液氧甲烷、液氧煤油；按照面推比排列為：液氧煤油、液氧甲烷、液氫液氧；按照使用成本排列為：液氫液氧、液氧煤油、液氧甲烷；按照推進劑燃燒潔凈度排列為：液氫液氧、液氧甲烷、液氧煤油。由于液氫液氧推進劑密度比沖最小，導(dǎo)致貯箱體積最大，且成本最高、面推比最低、技術(shù)難度最大，使得液氫液氧動力在一開始就退出了可復(fù)用火箭一級主動力的主流方案。

相較于液氧煤油動力，液氧甲烷動力在推進劑成本、發(fā)動機比沖存在一定程度的優(yōu)勢，但優(yōu)勢幅度不夠大，后者最大的優(yōu)勢在于推進劑的燃燒潔凈度，使用過程中發(fā)動機結(jié)焦和積炭現(xiàn)象較為輕微，維護需求低，最快可實現(xiàn)回收即復(fù)用。與此同時，中國液氧煤油動力具有成熟的技術(shù)基礎(chǔ)和研制經(jīng)驗，在基礎(chǔ)上研制可復(fù)用火箭能夠更快實現(xiàn)從成功到成熟，更快形成批量發(fā)射能力。因此，中國可復(fù)用火箭采用了液氧煤油動力和液氧甲烷動力路線并行的策略，既滿足當(dāng)下又兼顧長遠。

目前，新一代“長征”火箭已經(jīng)立項研制了多個單芯級可復(fù)用型號，包括“長征十號甲”、“長征十號乙”、“長征十二號甲”、“長征十二號乙”等型號，其中“長征十二號甲”的研制進度最靠前，將成為新一代“長征”可復(fù)用火箭的首飛型號，這將是新一代“長征”火箭的一大步。

采用商業(yè)模式打造可復(fù)用火箭

不同于新一代“長征”運載火箭現(xiàn)役型號，“長征十二號甲”主動力選型突破了國有系統(tǒng)供應(yīng)鏈的界限，創(chuàng)新采用了商業(yè)航天企業(yè)的貨架產(chǎn)品。

“龍云”（LY-70）液氧甲烷發(fā)動機示意圖

“長征十二號甲”一級配備的“龍云”（LY-70）液氧甲烷發(fā)動機為商業(yè)航天企業(yè)九州云箭研制的可復(fù)用火箭發(fā)動機，可用作中大型可復(fù)用液體運載火箭的一級主推力�！褒堅啤本邆�40%-100%深度變推力能力、（單次任務(wù)）不小于3次的多次啟動能力，可重復(fù)使用次數(shù)不小于50次。與此同時，作為世界可復(fù)用火箭的后來者，“長征十二號甲”利用后發(fā)優(yōu)勢博采眾長，其箭體配備了“獵鷹九號”已經(jīng)成熟應(yīng)用的可展收著陸腿、噴氣姿控系統(tǒng)、可展收柵格舵，以實現(xiàn)姿態(tài)控制和著陸支撐，并配備了“新格倫”采用的尾部邊條翼設(shè)計，以實現(xiàn)氣動減速，減少動力減速所需的推進劑。

基于商業(yè)供應(yīng)鏈貨架產(chǎn)品集成打造運載火箭是國際運載火箭研制的通行做法，比如美國的“阿特拉斯5”、“安塔瑞斯”Block 1和Block 1改進型的芯一級主動力全部來自俄羅斯。對于運載火箭而言，動力系統(tǒng)是關(guān)鍵系統(tǒng)，研制周期很長，如果可以選擇貨架產(chǎn)品，則可以大幅壓縮研制周期，快速形成發(fā)射能力。

通過采用商業(yè)航天企業(yè)的貨架產(chǎn)品，“長征十二號甲”可以突破國有系統(tǒng)供應(yīng)鏈研制一級主動力的周期約束，加快國家隊可復(fù)用火箭的研制進度，為后續(xù)可復(fù)用型號的研制突破回收關(guān)鍵技術(shù)、積累研制經(jīng)驗。

國家隊挑戰(zhàn)首飛即回收

2025年12月3日中午，在東風(fēng)商業(yè)航天創(chuàng)新試驗區(qū)，“朱雀三號”運載火箭成功首飛。期間，一二級分離后一級嘗試進行航區(qū)回收，在最后階段因一級發(fā)動機失效而功敗垂成。這是中國運載火箭的首次入軌級回收，接下來，國家隊也將挑戰(zhàn)首飛即回收。

預(yù)計最早在2025年12月23日上午，“長征十二號甲”將在東風(fēng)商業(yè)航天創(chuàng)新試驗區(qū)實施首飛，并嘗試對一級進行航區(qū)回收。這是新一代“長征”火箭回收型號的首飛，也是新一代“長征”火箭首次入軌級回收。

在此之前，“長征十二號甲”已經(jīng)完成了低空和高空垂直起降飛行試驗。2024年6月23日，在東風(fēng)商業(yè)航天創(chuàng)新實驗區(qū)，“長征十二號甲”龍行二號試驗箭成功完成了12千米垂直起降飛行試驗。2025年1月19日，在海陽東方航天港，龍行二號試驗箭實施了中國首次75千米垂直起降飛行試驗，計劃實現(xiàn)海上濺落回收，這是中國運載火箭首次75千米級垂直起降飛行試驗。而在過去數(shù)年間，“長征十二號甲”研制方中國航天科技集團八院利用常溫液體火箭一級配備柵格舵進行了多次精準(zhǔn)落區(qū)控制，積累了大量的火箭回收數(shù)據(jù)。

就入軌級回收而言，作為國家隊可復(fù)用火箭的先鋒，“長征十二號甲”比起民營商業(yè)企業(yè)可復(fù)用型號準(zhǔn)備得更充分，首次回收嘗試成功的可能性將明顯更高。一旦成功，將成為中國首個成功實現(xiàn)入軌回收的運載火箭，也將創(chuàng)造世界可復(fù)用火箭首次入軌回收即成功的紀(jì)錄。

結(jié)語

在趨勢的引領(lǐng)下和需求的驅(qū)動下，新一代“長征”火箭開啟了由一次性到可復(fù)用的跨越，“長征十二號甲”誕生在此背景下。該箭是采用商業(yè)模式、基于現(xiàn)有技術(shù)成果快速打造的即戰(zhàn)力。憑借國家隊的技術(shù)實力，其將能更快地形成“高頻次、低成本”發(fā)射能力，以解巨型星座組網(wǎng)燃眉之急。

作為中型火箭，“長征十二號甲”無法提供急需的“大運力”，這就使得該箭只會是一個解決有無的過渡型號。中國航天科技集團商業(yè)火箭有限公司正在研制直徑4.4米的“長征十二號乙”，其將成為支持巨型星座組網(wǎng)的主力液氧煤油大箭。

“長征十二號甲”是新一代“長征”運載火箭可復(fù)用型號的首飛箭型，是“長征”火箭可復(fù)用型號的先鋒和開拓者，其一旦成功入軌并成功回收，意義將超越可復(fù)用技術(shù)突破的范疇，將極大激勵和鼓舞后續(xù)型號的研制和試飛。預(yù)�！伴L征十二號甲”入軌首飛順利圓滿，一級回收精準(zhǔn)平穩(wěn)。

作者：木蘭星舟