中国运载火箭系列中国运载火箭 _生活知识

中国运载火箭（中国运载火箭系列）原创牧夫天文2019-08-28 07:08:04
周一知古通今 | 周二牧夫专栏
周三太空探索|周四观测指南
周五深空探测 |周六茶余星话 | 周日视频天象
原作：陈杰
校译：牧夫天文校对组
编排：葛明红
后台：库特莉亚芙卡李子琦
火箭是航天活动的基石，一个国家运载火箭的能力一定程度上代表了其航天技术的先进性。由于国外（主要是美国、俄罗斯和欧洲）航天起步较早，技术相对成熟，国内关于国外各种航天项目以及运载火箭的报道较多。关于国内航天技术发展现状的报道大多比较零散，系统化介绍较少。今天就让我们一起来谈谈中国火箭家族中的各个成员。
首先，来欣赏一下长征系列火箭大家族和中国运载火箭型谱。

文章插图
长征系列主要火箭
中国运载火箭型谱（红色为退役型号）
1
中国第一个火箭——长征一号
长征一号（CZ-1）是为发射中国第一颗人造卫星而研制的三级运载火箭。该火箭于1970年4月24日，成功将东方红一号送入预定轨道。作为新中国第一个运载火箭，长征一号全长29.46米，最大直径2.25米，起飞质量81.5吨，近地轨道运载能力为300千克。该火箭只进行过两次航天发射便于1971年退役。

文章插图
长征一号的成功研制，是基于中国中程导弹技术的发展。该型火箭最初由“第七机械工业部”第八研究院研制，1967年转由第一研究院研制。该火箭虽然拉开了中国运载火箭研制的序幕，但是发展的型号较少，发射任务也只有长征一号的两次发射任务，以及长征一号丁的三次发射任务。而长征一号乙与长征一号丙，在研制过程中就已经搁浅。
2
明星产品——长征二号系列
长征二号运载火箭为二级液体运载火箭，主要用于发射高度在500km以下的各类近地轨道卫星和其他航天器，是中国第一个大型运载火箭，同时是许多运载火箭的基础型号。在长征二号基础上，发展的长征二号系列运载火箭和长征三号系列运载火箭，都具有极高发射成功率，并成为目前中国航天的主要运载工具。长征二号系列中仅长征二号丁由上海航天技术研究院研制，其它型号由中国运载火箭研究院研制。
长征二号丁为常温液体推进剂二级运载火箭，于1990年2月启动研制工作。该火箭是在长征四号甲火箭的基础上减少第三级，并进行适应性改进形成的火箭，主要用于发射近地轨道返回式卫星和太阳同步轨道，具有可靠性高和经济型好的特点。该火箭从1992年首飞到2018年年底的43次发射中全部取得成功，2012年航天科技集团授予该型火箭“金牌火箭”称号。
长征二号丁
长征二号F（CZ-2F）由中国运载火箭技术研究院研制，它是在长征二号E火箭的基础上，按照发射载人飞船的要求，以提高可靠性、确保安全性为目标研制的运载火箭，可靠性超过97%，主要用于发射神舟飞船和大型目标飞行器。火箭全长58.34米，一、二子级直径3.35米，助推器直径2.25m，整流罩直径3.8m，起飞质量479.8吨，可以把8.4吨的有效载荷送入近地点200千米、远地点350千米、倾角42的地球近地轨道。2003年10月15日，长征二号F火箭成功将中国第一位航天员送入太空。目前该型火箭已经将神州一号到神州十一号飞船以及天宫一号成功送入太空，成功率达100%，成为名副其实的“明星产品” 。

文章插图
长征2F
3
现役主力——长征三号系列
长征三号 (CZ-3)是以“长征二号丙”为原型加氢氧第三级组成的三级运载火箭。由中国运载火箭技术研究院负责总设计和第三级研制，第一、第二级由上海航天局承制。该火箭全长44.86米，芯级最大直径3.35米，可以把1600千克的有效载荷直接送入地球同步转移轨道。从1984年首飞到2000年共进行13次发射任务，目前已经退役。根据长征三号改进的长三甲系列火箭，目前已经成为中国现役运载火箭的主力。
长征三号甲、长征三号乙和长征三号丙统称为“长三甲系列” 。2019年4月20日随着长征三号乙火箭在西昌卫星发射中心将北斗三号IGSO卫星成功送入预定轨道，长三甲系列火箭完成了第100次发射，成为我国第一个发射次数过百的单一系列火箭。。
长三甲火箭是在长征三号火箭的基础上重新设计第三级形成的三级低温液体火箭，全长52.52米，一、二子级直径3.35米，三子级直径3.0米，GTO的运载能力达到2.6吨；在长三甲火箭的芯一级捆绑四个2.25米的助推器就派生出了长三乙火箭，它全长54.838米，GTO轨道运载能力可达5.1吨，初次发射时运载能力位居世界第二位；在长三甲火箭的基础上捆绑两个2.25米助推器，又组合成长三丙火箭，GTO轨道运载能力可达3.8吨。长三甲系列火箭已经广泛应用于探月工程、风云气象卫星、北斗导航工程以及对外航天发射项目。
长征三号系列（从左至右分别为长征三号甲、长征三号乙、长征三号丙）
4
从备份到“金牌火箭”——长征四号系列
长征四号系列运载火箭由上海航天技术研究院抓总研制，包括长征四号甲、长征四号乙和长征四号丙三个型号，均为常温液体推进剂三级运载火箭。该系列火箭的研制源于1975年3月31日，“三三一”国家通信工程计划，作为备份火箭开始研制。其中，长征四号甲火箭于1988 年9月首飞成功，将“风云一号”卫星送入地球同步轨道，使中国成为第3个能够独立发射太阳同步轨道卫星的国家。该火箭共发射两次，于1991年退役。长征四号乙是在长征四号甲的基础上改进设计而成，可发射尺寸和质量更大的卫星，它于1999年5月首飞成功。长征四号丙火箭继承了长征四号乙火箭的成熟技术，三级具有两次起动能力，运载能力大幅增加，2006年4月首飞成功。

文章插图
长征四号系列火箭（从左至右分别为长征四号甲、长征四号乙和长征四号丙）
截止2019年3月该系列火箭共完成58次发射任务，约占长征系列火箭总发射次数的19% 。历经四十余年的发展，长征四号系列火箭获得了很多科学技术成果，也使研制单位获得了许多荣誉。从备份到“金牌火箭”的转变，也见证了中国航天事业的发展。
5
新一代运载火箭
中国新一代运载火箭是为了弥补长征二、三、四系列运载火箭的不足，研制的新型火箭。新一代运载火箭的主要特点有运载能力大、无毒无污染、成本低、可靠性高和适应性强等特点。目前已经发射的型号主要有长征五号、长征六号和长征七号，长征八号和长征九号等尚处于研制过程中。
长征五号火箭是我国目前运载能力最大的火箭，由于其5米直径（传统火箭由于运输原因，最大直径一般为3.35米左右）和外观被称为“胖五” 。火箭的设计采用了通用化、系列化、组合化思想。长五系列地球同步转移轨道和近地轨道运载能力将分别达到14吨级、25吨级。2016年11月，长征五号火箭首飞取得圆满成功。中国未来天宫系列空间站、北斗导航系统，探月三期工程及其它深空探测的实施都将使用该火箭系列。但是，“胖五”的发展并非一帆风顺，2017年7月长征五号遥二火箭在发射过程中由于芯级发动机YF-77故障导致发射失败。该火箭预计与2019年年底再次发射。
长征五号系列主要参数

文章插图
长征五号
长征六号运载火箭为上海航天技术研究院研制的低温液体三级运载火箭。于2009年启动研制，是我国新一代运载火箭的成员之一，主要用于发射太阳同步轨道卫星，具备适应简易设施发射的能力，可实现7天快速发射。该火箭起飞质量103吨，700公里太阳同步轨道运载能力达到1吨。2015年9月，长征六号运载火箭在太原卫星发射中心成功发射，由此成为我国新一代运载火箭家族中的首飞箭。同时，该火箭成功将20颗卫星送入太空，创造了我国一箭多星的新纪录。
长征六号
长征七号运载火箭，是中国运载火箭技术研究院在长征二号F火箭的基础上研制的无毒无污染液体发动机火箭。火箭近地轨道运载能力不低于14吨，700公里太阳同步轨道运载能力达5.5吨, 新技术占比超过70% 。该火箭于2016年6月从中国文昌航天发射场成功发射，完成了文昌航天发射场的首次发射任务。预计到该火箭2021年火箭各项技术趋于成熟稳定后，将逐步替代现有的长征二号、三号、四号系列，承担中国80%左右的航天发射任务。

文章插图
长征七号
6
陆海小能手——长征十一号
长征十一号运载火箭是由中国运载火箭技术研究院研制的新型四级全固体运载火箭，是中国长征系列运载火箭家族第一型固体运载火箭。该火箭主要用于快速机动发射应急卫星，满足自然灾害、突发事件等应急情况下微卫星发射需求。火箭全长20.8米，重58吨，起飞推力120吨，700公里太阳同步轨道运载能力400公斤，低轨运载能力可达700公斤。火箭在接到任务命令后，24小时内完成星箭技术准备和发射任务，其中在发射点的发射准备时间不大于1小时，具备“日发射”能力。2015年9月25日，作为我国长征系列运载火箭家族第一型固体运载火箭、我国新一代运载火箭中唯一一型固体火箭的长征十一号运载火箭在酒泉卫星发射中心首飞成功
2019年6月5日长征十一号运载火箭在我国黄海海域成功实施首次海上发射，以“一箭七星”方式，将七颗卫星送入预定轨道，填补了我国运载火箭海上发射空白。长征十一号火箭突破了多项关键技术，运载能力和适应能力强，火箭规模和起飞推力大，测试发射快速，操作使用简便，一体化、集成化、智能化程度高，综合性能指标达到国际先进水平，可与国际主流固体运载火箭相媲美，对于完善中国航天运输系统体系，提升快速进入空间能力具有重要意义。
长征十一号
7
中国不只有长征
对于大多数人而言只知道中国有长征系列火箭。但是，从中国火箭研制初期到现在，中国的运载火箭从来不是只有“长征” 。从航天科技集团的风暴一号、捷龙一号到航天科工集团的开拓者一号、快舟系列，不仅体现了名称上的不同，也一定程度上代表了中国火箭研制的新探索。
风暴一号火箭是上世纪70年代初，上海航天技术研究院根据国内需要，按照长征二号设计资料开展火箭试制工作的产物。由于地面试验不充分，质量控制不够严格，火箭初次发射失败。改进后的风暴一号与长征二号趋于一致。1981根据国内要求，停止了风暴一号的生产和研究工作。虽然出现时间短暂，但是风暴一号于1981年成功发射三颗卫星，完成了中国第一次一箭多星发射任务。

文章插图
风暴一号火箭
捷龙一号运载火箭（SD-1）是中国航天科技集团有限公司一院所属中国长征火箭有限公司研制的一款小型四级固体运载火箭，也是中国航天科技集团首型商业运载火箭。该火箭能够满足用户一箭一星或一箭多星的发射需求，其单位载荷入轨成本低于国际同类产品，同时还具备发射准备周期短、发射模式更加灵活的特点。火箭总长19.5米，箭体直径1.2米，起飞重量约23.1吨，500公里太阳同步轨道运载能力不低于200公斤，700公里太阳同步轨道运载能力不低于150公斤。2019年8月，捷龙一号运载火箭成功首飞，在酒泉卫星发射中心以“一箭三星”方式成功将“千乘一号01星”“星时代-5”卫星和“天启二号”卫星送入预定轨道。
捷龙一号
开拓者一号是中国首枚四级全固体运载火箭，2003年09月16日在山西省太原卫星发射中心成功地进行了发射试验，使中国成为世界上第三个能把卫星快速送入太空的国家。开拓者一号由航天科工集团研制，火箭最快可在12小时之内将小卫星送到预定轨道。此外，开拓者一号不仅是一枚运载火箭，其军事价值也得以验证。2007年1月11日中国发射一枚开拓者一号火箭携带动能弹头进行了一次反卫星导弹试验。

文章插图
开拓者一号
快舟系列运载火箭与开拓者一号一样由中国航天科工集团公司研制。采用了国际首创的星箭一体化技术，在国内首次采用栅格舵控制技术，是中国首个具有快速集成、快速入轨能力的小型固体运载火箭，创造了中国航天发射的最快纪录，使中国航天发射运载工具真正由液体运载火箭拓展到固体运载火箭，初步形成了空间快速响应能力。同时，快舟系列运载火箭是世界首个星箭一体小型运载火箭。该火箭于2013年9月，成功发射快舟一号卫星。标志着中国抢在美国之前，成为首个完整发射星箭一体化快速应急空间飞行器试验的国家，具有重要的战略意义。
快舟一号
--END--

文章插图
参考文献及连接
https://baike.baidu.com/item/%E4%B8%AD%E5%9B%BD%E8%BF%90%E8%BD%BD%E7%81%AB%E7%AE%AD%E5%8F%91%E5%B0%84%E8%AE%B0%E5%BD%95/20397968?fr=aladdin
https://baike.baidu.com/item/%E4%B8%AD%E5%9B%BD%E8%88%AA%E5%A4%A9%E5%8F%B2/5005717?fr=aladdin#2_6
https://baike.baidu.com/item/%E4%B8%AD%E5%9B%BD%E6%96%B0%E4%B8%80%E4%BB%A3%E8%BF%90%E8%BD%BD%E7%81%AB%E7%AE%AD/15987425?fr=aladdin
https://baike.baidu.com/item/%E9%95%BF%E5%BE%81%E4%B8%80%E5%8F%B7%E7%81%AB%E7%AE%AD/10742606?fromtitle=%E9%95%BF%E5%BE%811%E5%8F%B7&fromid=1806587&fr=aladdin
[1]鲁宇. 中国运载火箭技术发展[J]. 宇航总体技术,2017,1(03):1-8.
[2]江轶俊,王玮,梁艳迁,宋攀. “长征”四号系列运载火箭技术发展路线及展望[J]. 中国航天,2019(03):26-32.
[3]沈睿,胡芳芳. “长征”系列火箭呈现系列化发展——记航天科技集团八院型号研制点滴历程[J]. 中国航天,2019(03):17-21.
[4]赵丹. 我国两款新火箭首飞时间确定[J]. 军民两用技术与产品,2016(03):5.
[5]余梦伦中国科学院院士中国航天科技集团公司一院首席咨询专家. 以“世纪”为坐标看长征火箭发展[N]. 中国航天报,2014-12-13(001).
[6]李东. 长征火箭的现状及展望[J]. 科技导报,2006(03):57-63.
[7]李东,程堂明. 中国新一代运载火箭发展展望[J]. 中国工程科学,2006(11):33-38.
[8]李东,程堂明. 中国新一代运载火箭发展展望[J]. 中国航天,2008(02):7-10.
[9]龙乐豪. 中国运载火箭技术的成就与展望[J]. 中国航天,2001(03):3-8.
[10]曲以广. 中国长征火箭研制历史回顾与思考(一)[J]. 中国航天,1998(03):23-26.
责任编辑：艾宇熙
牧夫新媒体编辑部
『天文湿刻』牧夫出品
微信公众号：astronomycn