作者 | 404 not found，军事爱好者
6月5日，中国用长征十一号运载火箭完成“一箭七星”发射，与以往不同的是，这次的运载火箭发射不是在陆地而是在海面进行。
就在昨天，中国拟建国内首个海上发射母港的消息上了热搜，它的建立旨在推动海上发射高频化、常态化和系统化。
为什么要在海上发射卫星？海上发射究竟是如何发射的呢？今天我们就来谈谈这个话题。
（一）天大地大，发射为何偏偏去海上？
发射运载火箭，特别是商业发射运载火箭，始终需要面临怎么把更重的东西以更便宜的方式送上天的问题。
传统的解决办法是携带更多的推进器、装载更多燃料，但增加燃料本身也是在增加火箭重量，结果便是又费力燃料还贵。
减少燃料的携带可以通过增加初速度的方式，而增加初速度，这就要在地球自转上下功夫了。
由于地轴所在的直线就是南北极连线所在的直线，纬度是从赤道到极点越来越高，而地球自转的角速度相同，那么高纬度自转的线速度就比低纬度低。所以，当发射场纬度越低，直接自西向东发射，火箭就能最大限度获得初始的惯性速度。
纬度低还会影响到轨道倾角，所谓轨道倾角是轨道平面与赤道的夹角，从赤道发射可使同步地球轨道卫星的飞行轨道与最终轨道处于或靠近同一平面，以减少航天器因改变轨道倾角所消耗的燃料，也可以延长卫星运行寿命。
显然，把火箭运到赤道附近发射最划算了。
而中国目前最接近赤道的火箭发射场是海南文昌发射场，文昌发射与西昌发射相比，节省的燃料可以让卫星多运行3年，另一方面，同等推力火箭发射有效载荷的能力也较西昌高出10%-15%。不仅如此，文昌中心还避免了火箭残骸落到地面的附带损害及由此带来的保费成本提高。
但即使是中国最靠南的文昌卫星发射中心，位置也在北纬19度。换言之，要继续向地球借力，要么去租借赤道国家的发射场地，要么直接搞一艘大船当海上发射平台。所以，中国航天人自然把目光聚焦到海上发射这一方案上。
（二）海天相连，离不开更大的“航天母舰”
海上发射需要面对的首要难题，就是海上发射平台的建设。
发射平台是否具备中低海况下的适应能力，是关乎海上发射能否成功的一个关键考验。
中国首次海上发射使用的发射平台，有消息称是万吨级大型半潜式平板驳船改造而成，它的甲板面积十分巨大，长110米，宽近80米，比spacex回收船（长91米，宽52米）更大。由它改装成的发射平台，可以同时容纳火箭、各种保障车辆以及设备。
（中国首次海上发射的平台的甲板面积超过一个标准的足球场，从而为“长征”下海提供了不小的便利）
除了此次露面的大型平板驳船外，中国还在建设若干座运作空间更大的运载火箭海上发射平台。
其在自升式石油钻井平台的基础上改建而成，上部结构是一个浮力相当大的驳船形浮体，可沿桩腿升降(由气动、液压或电动的升降机驱动),以适应不同水深条件作业的要求。
发射前,桩腿下降,插到海底,上部结构被顶起脱离海面,让发射系统在平台的顶面开始进行作业。而发射后,升降机构先把上部结构降回海面,再拔起桩腿即可转移。
这种自升式作业平台的工作水升在十数米至上百米，且因桩腿能直接插入海底固定平台，所以抗浪性优于传统平板驳船式发射平台，可发射海域与发射窗口将会更广，从而提高发射任务的时效性。
（从码头中待建“航天母舰”的数量，可展望未来中国海上商业发射运载火箭的市场前景）
由于自升式平台构型的独特优势，该型平台还在平台甲板下设置了燃气导流槽装置，从而可以相对安全地发射更为常见、推力更大的液体式运载火箭。
此外，发射平台还设置了直升机起降场，从而使发射平台拥有垂直补给作业能力。
（三）东风化作长征箭，首度下海还靠它
中国首次海上发射任务的成功，除了海上发射平台，还离不开一款优秀可靠的运载火箭——长征11号。
它是中国长征运载火箭家族中的第一种固体运载火箭，跟普通的需要在发射塔上起飞的运载火箭不同，具有快速集成、快速入轨等特点。
它采用了四级结构，全长20.8米，起飞质量57.7吨，最大箭体直径2米，有直径1.6米和2米的两种整流罩，主要用于1000公里以下近地轨道及太阳同步轨道发射。500公里太阳同步轨道运载能力为420公斤，500公里近地轨道运载能力为610公斤。
它还是中国首款在助推-发射段采用栅格舵控制技术的火箭，这种技术有助运载火箭在上升段的全速域精确控制，提高了火箭载荷的入轨精度。
同时，长征11号运载火箭集成了成熟的火（导）箭（弹）总体和固体发动机技术，对卫星发射场选址不拘泥于某些自然条件，只需要找一片平地或在海上搭建一个临时发射平台即可，更不需要考虑繁琐的火箭燃料加注程序，从而具备全天候、无依托发射能力。
此外，海上发射长征11号火箭的另一个特点就是采用冷发射方式，即依靠高压气体把几十吨重的火箭弹出发射筒后在半空中再点火启动。这样可以避免发射平台遭到火箭喷射的火焰损害，从而实现发射平台的重复利用、火箭的快速装填再次发射。
以往的火箭都是分几个部分运往陆基发射场，并在陆基场站完成组装、测试，而此次长征11号海上发射则首次以箭星组合体形式整体出厂，由总装厂经铁路、公路运输至港口，到达海港后仅需2—3日的测试准备即可登船。新一代海上发射平台投入使用后，还能实现火箭到港后直接登上发射平台进行调试，待航行到指定海域后即可随时进行发射，靶场工作流程大幅缩短。
（此次海上发射在远望“21”号支援下，还顺带验证了“长征11号”箭星组合体技术）
（四）“长征”下海后，如何让火箭发射“乘风破浪”？
海上发射虽然优点很多，但此前并没有得到广泛的应用推广，这是为什么呢？
与陆地发射相比较，海上发射的难点主要为发射载体一直处于摇动状态，水体漂浮流动和变换的海风都会导致火箭难以进行初对准，从而对火箭定位导航产生精度误差影响，不论是运载火箭还是弹道导弹动辄都是数千公里飞行距离，发射阵位哪怕是几毫米的定位误差都将失之毫厘谬以千里，载体摇动的幅值太大，会威胁到火箭的结构安全性。
好在中国此前已经有多型潜射弹道导弹的发射经验，这为这次海上发射任务提供了许多有益参照。
（由于中国此前已有多次更高海“上”发射运（弹）载（道）火(导)箭(弹)的经验，所以这次海上用长征11号发射卫星反而轻车熟路）
火箭在海上发射时要保证竖直发射状态，而船舶由于海浪、海风的作用会有六自由度的运动，其中纵摇横摇的影响最大，导致火箭会出现晃动并且产生弯矩，影响火箭的安全性，所以海上发射无论是火箭还是导弹都需要根据平台姿态实时进行调整。
不过相比从潜艇发射弹道导弹，海上发射运载火箭的条件还是要宽裕许多，因为火箭与发射筒并不像潜艇导弹发射筒一样完全刚性固定，所以火箭发射既可像潜射弹道导弹一样通过火箭本身的惯性元件对发射时的姿态进行相应调整，也可以在发射架上下功夫进行主动控制。而据悉，中国科研人员在设计海上发射火箭平台时引入了液压稳定跟踪平台，可以通过独立或耦合完成四个自由度的运动，使稳定平台能够隔离载体运动，使被控对象在外界干扰的情况下维持稳定的工作环境。
不过与以往所不同的是，这次海上发射搭载长征11号的稳定平台承载较大，且船上的可用空间有限，使驱动方式的选择有了很大限制，所以稳定平台的驱动方式选择了液压驱动。
与机械和电气传动相比，液压系统具有驱动力大、结构紧凑、工作安全可靠、体积小和可自动实现过载保护等优点。
（此次海上发射，靠着这样的液压稳定平台而让长征11号能如“不倒翁”一样屹立于甲板稳定发射）
结语
中国在开展海上发射试验后，将于今年开始推出面向商业市场的海上发射服务，由于许多“一带一路”沿线国家都位于赤道附近且在今后都有相当旺盛的航天服务需求，今后中国的海上发射将会越来越多。
未来我们甚至可以做到“送货上门”，把火箭和发射平台驶到他们的港口与海域,为他们提供更为便宜而且安全、灵活的商业航天发射服务。
而且，与已“从业”数载的国际海上发射公司（Sea Launch）不同，中国海上发射所用的运载火箭和发射平台都是自己研制的，不存在国与国之间技术转让方面的问题。
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