朱雀二号改进型遥五成功发射：商业航天背后的验证能力升级

▲图源：蓝箭航天

本次发射代表着我国商业航天中型液体运载火箭能力的进一步提升。ZQ-2E Y5是一型两级低温加长型液体运载火箭，在充分继承前序发次成熟技术方案的基础上，通过系统性迭代设计形成新的两级低温加长型液体运载火箭。

该箭直径3.35米，整流罩最大直径4.2米，全箭长度约55.9米，起飞质量267吨，起飞推力338吨。一级采用4台TQ-12A液氧甲烷发动机并联，单机推力较前序提升108千牛，并新增推力自纠偏功能；二级采用TQ-15A液氧甲烷发动机。

从技术演进看，朱雀二号改进型遥五主要通过一子级加长、推进剂加注量增加、结构减重以及一级发动机提推等措施，进一步释放火箭运载效率，提升整体性能。作为朱雀二号改进型加长状态的首飞产品，该型号已实现500公里太阳同步轨道4吨、近地轨道6吨的运载能力，是当前国内商业航天现役中型液体运载火箭中运力领先的型号之一。它既可适配一箭多星、大运力部署等任务需求，也可与ZQ-3重复使用运载火箭形成组合式发射服务方案，增强我国大运力、低成本、高频次进入空间的能力。

这背后，是商业航天正在从“能发射”迈向“高频次、低成本、可规模化发射”的新阶段。大型星座组网、遥感通信、空间互联网、在轨服务等应用不断发展，对运载火箭提出了更高要求：不仅要有更大的运载能力，还要有更稳定的任务可靠性、更灵活的轨道适配能力和更可控的发射成本。液氧甲烷火箭的持续成熟，也正是这一趋势下的重要技术路径之一。

火箭是人类进入空间的核心工具。早在公元1232年前后，火箭就已被用于军事场景；1926年，罗伯特·戈达德发射世界上第一枚液体火箭，被誉为“现代火箭之父”。现代火箭由结构系统、推进系统和控制系统等组成，通过自身携带燃烧剂与氧化剂，使热气流高速向后喷出，依靠反作用力向前运动，因此既可在大气层内飞行，也可在外太空工作。对于航天工程而言，运载火箭是一种将航天器送入太空的复杂飞行器，也是发射卫星、开展深空任务和建设空间基础设施的关键载具。

然而，火箭越复杂，验证越关键。运载火箭的发射过程涉及箭上设备、地面测发控系统、推进系统、控制系统、惯性器件、伺服机构、通信链路等多个组成部分，任何一个环节出现异常，都可能影响任务执行。一次故障排查往往不仅需要分析单机设备状态，还需要回看系统间的数据交互、指令响应、时序关系和运行环境。对于高成本、高风险、强时序约束的航天任务而言，单纯依赖实物试验来发现和复现问题，往往意味着较高的时间成本和资源成本。

这也是火箭仿真验证系统重要性不断提升的原因。测试运载火箭的发射过程繁多，一旦发生故障，将耗费大量人力和时间进行复现与排查。为了提高故障排查效率和准确率，仅依靠测发人员训练并不足够，建立面向火箭系统的仿真验证平台，已成为提升研发测试效率的重要方向。火箭仿真验证系统需要充分利用发射场试验数据资源和硬件系统资源，集靶场测试诊断、试验评估和岗位训练考核等功能于一体，使现场指挥员和技术专家能够更早发现测试发射过程中存在的故障，并通过可视化方式开展推理验证，为任务决策提供支持。

基于天目全数字实时仿真软件SkyEye构建的火箭仿真验证系统，可面向某型号火箭正常飞行模式和故障飞行模式开展推演模拟仿真。

▲基于SkyEye的火箭仿真系统组成及通信框架

整套系统根据火箭地面系统和箭上单机组成，可按功能划分为地面测发控成员、控制组合成员、动力系统成员、惯性器件成员、弹道仿真成员、伺服机构成员等部分。系统能够模拟火箭箭上设备工作原理、地面设备工作原理及信号传输电路路径，并根据故障现象快速复现和定位故障。各成员之间基于通信框架进行数据接收、传输和发送，公布自身数据并获取其他成员数据，从而支撑系统级联动仿真。

对于火箭研制来说，仿真是将复杂系统的运行逻辑、设备状态、通信关系和故障行为尽可能前移到数字环境中验证。作为国产数字样机领域的代表性工具，SkyEye具备多处理器异构建模、仿真控制系统集成、嵌入式软件虚拟调试等能力，支持ARM、DSP、PowerPC、SPARC、X86、MIPS、MCS-51、TriCore、RH850、RISC-V等多种架构处理器的建模仿真，广泛应用于空间站飞控系统、载人飞船姿轨控系统、月面着陆器控制系统的设计、开发、测试和验证。

▲SkyEye界面图

开发人员可以通过拖拽方式对火箭硬件进行行为级仿真和建模，快速搭建火箭数字样机系统，并在此基础上运行和调试与真实火箭一致的二进制文件。SkyEye还具备丰富的自动化测试函数库，可在自动化测试完成后生成测试报告，使开发人员更加聚焦于软件功能实现。

在调试分析方面，SkyEye可查看和修改设备寄存器或处理器寄存器数据、查看内存值、进行故障注入和覆盖率分析，辅助开发人员对火箭应用程序进行调试，在软件集成前尽可能发现错误，从而有效降低开发成本。对于航天工程而言，这类能力的价值不仅体现在单次测试效率提升，更体现在研发流程的整体前移：问题可以在真实发射和实物联调之前被发现、复现和定位，减少后期系统集成阶段的不确定性。