2020年12月22日我國自主研製的新一代中型運載火箭——長征八號在海南文昌航天發射中心順利首飛，長征八號作為我國專為中高軌道航天器發射而研發的新一代中型運載火箭，首飛既以“一箭五星”的方式，成功將一顆主星和四顆小衛星送入預定軌道，自此我國運載火箭家族又多了一名新成員。

在長征八號身上有很多亮點存在，除了長征八號是直接基於長征七號運載火箭基礎上衍生而來的以外，同時長征八號還將是我國首次以國家隊身份自主研製的第一款具備垂直回收、重複使用的低成本運載火箭，未來長征八號除了更多的替代服役多年、且運載力已經不能滿足未來航天發射需求的長征四號系列運載火箭承擔太陽同步軌道航天器發射任務外，還將利用自身低發射成本優勢進入商業航天市場分一杯羹。

為了適應未來航天發射和垂直回收重複使用需求，在長征八號身上存在很多特點，而這些特點的組成也使得長征八號未來發展前景更好更遠大，比如：

一、從首飛的長征八號硬體配置來看，3.35米直徑配兩臺120噸級液氧煤油發動機YF-100的芯一級、2.25米直徑配一臺YF-100的助推器、3米直徑配兩臺8噸級液氫液氧發動機YF-75的二級、4.2米直徑的整流罩……很顯然，首飛的長征八號就是把“長征七號”運載火箭的二級換成一個“長征三號甲”的氫氧三級，再去掉兩個助推器所形成的產物，而這個構型其實就是當年長征七號立項時設計的長征七號722（HO）方案。所以對於長征八號而言直接移植長征七號的硬體配置，既能大幅降低研發成本，而且藉助長征七號作為未來我國航天主力型運載火箭的優勢，長征八號的發射成本更為低廉，發射的便捷性也更為方便的多。

二、長征八號雖然只是一枚二級半構型的運載火箭，但是其700公里太陽同步軌道的運載力達到了4.5噸以上，不僅提升了此前專職於這一軌道的長征四號只有3噸的運載力，而且也為我國新一代使用綠色環保燃料的火箭家族填補了這一高軌的發射空白。而且長征八號的二級半構型除了適合高軌發射需求外，還非常適合相近的地球同步轉移軌道和近地軌道發射需求，特別是在小噸位地球同步軌道發射能力上，二級半構型比長征三號甲和長征七號改更有低成本發射優勢，因此長征八號的出現也進一步完善了我國運載火箭型譜，滿足了航天后續發射任務的需求。

三、大家對於長征八號的希冀更多的還是停留在商業航天發射上，隨著美國Space X的獵鷹9運載火箭採用一級回收和整流罩回收技術大幅降低發射成本後，不光使得獵鷹9運載火箭成為了商業航天發射市場的低成本寵兒，而且也開創了運載火箭回收重複使用的先河。所以我國基於本身低成本發射優勢的長征八號基礎上開展垂直回收、重複使用技術不光順理成章，而且能夠更進一步的增強長征火箭家族在商業航天市場的影響力。

但是對於長征八號而言，想要實現火箭垂直回收現階段的硬體配置還無法滿足其垂直回收需求，按照長征八號的垂直回收方案設計，未來具備垂直回收功能的長征八號將直接採用“集束式芯一級+助推器整體回收的方案設計（這個集束式方案剛剛在長征七號改型遙二上試驗成功），這個方案設計兩臺助推器增加了芯一級降落時的重量，使得芯一級在末端精準姿態調整時發動機推力調整範圍不會太大降低了回收難度；又因為長征八號在發射過程中不再需要經歷驚心動魄的助推器分離階段，所以不光省略了分離裝置的重量，更提升了長征八號的發射安全可靠性。

但是現階段長征八號的芯一級和助推器在面對垂直回收機制時，無論是配備的火箭發動機還是氣動控制方案都無法滿足垂直降落需求。比如長征八號延續了長征七號的芯一級和助推器硬體配置，長征七號的芯一級裝備的兩臺發動機採用泵前雙擺技術，助推器裝備的單臺發動機則採用泵前單擺技術，不能垂直回收的問題不是發動機數量的問題而是這個泵前擺和發動機構型存在衝突的問題，這也是現階段長征八號不能實現垂直回收的原因所在。

參考美國獵鷹9運載火箭芯一級一開始裝備的9臺發動機採用了“3*3田字形”排列方式，到獵鷹9.1.1版本的時候首次嘗試垂直降落之前，獵鷹9一級火箭的九臺發動機排列方式從3*3變成了環形佈置方式，主要原因除了之前的田字形佈置方案存在九臺發動機推力輸出差值較大會直接影響獵鷹9飛行安全外，還有一點就是垂直回收需要採用火箭發動機反推減速技術，而且在火箭發射會回收的過程中發動機需要較大範圍擺動來調整自身姿態，田字形佈置方案中發動機間距太小，根本無法實現發動機姿態調整需求。所以換成環形佈置後，除了周圍八臺發動機推力中軸線更為重疊外，最中間的發動機與周圍發動機間距更大，更適合大範圍調整，特別是後期換裝了加長噴管長度的梅林1D後對於空間要求更高。

但是對於長征八號而言，雖然在垂直回收方案中，芯一級的發動機只負責最後的精準姿態控制降落，兩側的助推器則承擔返回初期反推減速卻不參與末端降準姿調整，這也是為了避免同型號的火箭發動機如果點火次數不同，其結構也會有細微的差別，在這裡如果全程都讓芯級點火兩次進行減速，而助推器不點火，會讓助推器和芯級的發動機結構產生差別，對降低成本而言這可不是好事。其次現階段長征八號芯一級裝備的兩臺YF100發動機使用的還是泵前擺技術，也就是需要調整火箭姿態時整個發動機需要擺動，這就造成整個擺動過程中佔據的空間更大，而且擺動空間也有嚴格限制。但是對於垂直降落末期只有芯一級反推、姿態控制卻掛載了兩個助推器增加了左右不平衡力矩的長征八號而言，在垂直回收過程中，芯一級的發動機在降落末期反推減速的發動機擺動姿態要比獵鷹9的發動機擺動姿態更大才行。

長征八號的芯一級3.35米直徑雖然只比獵鷹9的3.7米直徑小半米，如果直接讓芯一級的發動機採用泵前擺技術的話，除了無法滿足大姿態左右平衡需求外，還有一點就是在垂直回收反推的過程中，發動機的推力調整範圍要更大，雖然現階段長征八號芯一級使用的YF100具備推力大範圍調節能力，但是泵前擺技術在兩臺發動機同時“內八”擺動較大來大範圍調整火箭姿態時勢必會相互干擾。這個問題在火箭爬升過程中問題不大，畢竟捆綁的助推器也具備單擺能力可以參與姿態輔助調整，但是在垂直回收時助推器只承擔初期減速作用並不參與姿態調整，特別是距離地面更近需要調整姿態和推力精準降落時，兩臺發動機相互干擾的問題更明顯，很可能就和剛試驗完成的星艦SN9原型機一樣，快要接近地面的時候姿態沒控制好跌落爆炸。

好在我國基於YF100泵前擺技術改進而來的YF100K泵後襬發動機，2019年12月正式完成了運載火箭發射過程中所需的500秒長程泵後襬熱試車試驗並取得成功。所謂的泵後襬技術就是發動機在擺動過程中只有噴管單獨擺動，上面的渦輪泵等部件不再參與整體擺動，不光降低了發動機推力損失、降低了發動機重量，比如YF100K最大推力相比YF100提升了5噸，發動機重量卻降低了近三分之一，而且噴管單獨擺動還提升了YF100K發動機的噴管擺動範圍，使得其具備更大範圍的姿態調整能力。

那麼對於長征八號未來垂直回收時而言，只有噴管單獨擺動縮小了佔據空間，兩臺發動機在反推減速調整姿態的時候就不會相互打架，而且只有噴管單獨擺動、且噴管單獨擺動角度更大，也顯著提升了長征八號在垂直回收末端時的姿態控制能力，畢竟還外掛了兩個只搭順風車的助推器。而且採用泵後襬技術提升了火箭垂直回收時的姿態控制能力後，這項垂直回收技術甚至可以直接移植到長征七號上，也讓長征七號具備低成本、可重複使用優勢。

另外承擔長征八號整體降落過程中氣動姿態控制的格柵舵技術我國也已經掌握，2019年和2020年我國先後在長征四號乙遙38和長征四號乙遙41型運載火箭上測試了最新研製的氣動格柵舵，使得分離高度更高的芯二級降落範圍縮小了85%以上。而長征四號和長征八號一樣都是承擔高軌發射的，那麼在長征四號上驗證成功的氣動格柵舵技術同樣可以適用於長征八號垂直返回時的啟動姿態控制。