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長征五號運載火箭

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长征五号运载火箭
长征五号遥二火箭转场.jpg
长征五号
用途 重型运载火箭
製造商 中国航天科技集团公司(CASC)
39°06′10″N 117°30′05″E / 39.102755°N 117.501410°E / 39.102755; 117.501410
製造國家  中华人民共和国
外型及質量參數
高度 56.97米
直徑 5米
質量 867吨(满燃料无载荷)
级数 2级
酬載量
有效載荷-GTO 14.4吨
有效載荷-MTO 15吨
有效載荷-TLI 9.2吨
有效載荷-SSO CZ-5:15 吨(700千米)
CZ-5/YZ-2:6.7 吨(2000千米)
有效載荷-GEO CZ-5/YZ-2: 6吨
有效載荷-MEO CZ-5/YZ-2: 7吨
相關火箭
本系列火箭 长征五号系列运载火箭
相似型号 德尔塔-4重型运载火箭
阿丽亚娜-5运载火箭
發射歷史
现状 现役
發射場 文昌航天发射场一号发射工位
19°36′53″N 110°57′04″E / 19.614691°N 110.951004°E / 19.614691; 110.951004
總發射次數 4
成功次數 3
首次發射 2016年11月3日
助推器
助推器數 4枚
高度 27.6米(91英尺)
直徑 3.35米(11.0英尺)
總重 160,000公斤(350,000磅)[1]
燃料重量 146,200公斤(322,300磅)[1]
发动机 YF-100发动机
单发推力 2×1199.18千牛(海平面)
2×1336.8千牛(真空)
比冲 2942米/秒(海平面)
3286.2米/秒(真空)
推進時間 173秒[1]
燃料 液氧/煤油
第一级
高度 33.16米(108.8英尺)
直徑 5米(16英尺)
總重 186,900公斤(412,000磅)[1]
燃料重量 165,300公斤(364,400磅)[1]
发动机 YF-77发动机
单发推力 2×509.6千牛(海平面)
2×700千牛(真空)
比冲 3139 米/秒(海平面)
4218米/秒(真空)
推進時間 492秒[1]
燃料 液氧/液氢
第二级
高度 11.54米(37.9英尺)
直徑 5米(16英尺)
總重 38,700公斤(85,300磅)[1]
燃料重量 32,000公斤(71,000磅)[1]
发动机 YF-75D发动机
单发推力 2×88.26千牛
比冲 4340米/秒
推進時間 700秒(分二次啟動)[1]
燃料 液氧/液氢
上面級(可選) - 远征二号
直徑 3.8米(12英尺)
发动机 YF-50D发动机
单发推力 2×6.5千牛
比冲 3150米/秒
推進時間 1105秒
燃料 四氧化二氮/偏二甲肼

长征五号运载火箭(缩写:CZ-5)是中国航天科技集团公司研制的低温液体燃料火箭,總設計師為航天科技集团一院的李東。长征五号,属于长征五号系列火箭,是中国研发的第一款重型运载火箭,屬目前长征系列运载火箭中最为强大的型号,其地月转移轨道运载能力达到8吨[2]地球同步轉移軌道最大运载能力14噸[3],200千米近地轨道标称运载能力25吨[4],較中国长征三号乙火箭运载能力提升了2.5倍。是中國现役起飛質量最大、芯级直径最粗、運載能力最強的火箭。[5]

截至2019年,长征五号是中国研制规模和技术跨度最大的航天运输系统工程,新技术比例达到95%[6]。长征五号为二级半构型,总长57米,芯级直径5米,采用2台50吨推力液氢燃料火箭发动机,捆绑4个3.35米直径助推器,共配有8个120吨推力煤油火箭发动机,起飞质量约为870吨,10台发动机总计可提供1060吨推力。与使用有毒肼基燃料的长征二号长征三号不同,长征五号采用液氧和煤油燃料,发射后产生的二氧化碳和水不会对环境造成污染。[7][8]

历史[编辑]

长征五号早於1986年在863計劃支持下开展前期论证和攻关,2001年5月国防科工委开展预先研究。2000年至2001年,120噸級液氧煤油發動機YF-100及50噸級液氫液氧發動機YF-77先後开始立项研制。在6年的可行性研究之后,长征五号系列火箭于2006年10月立项。长征五号於當時的代号為长征五号E构型,為系列當中最強的型号,主要目标是满足在未来20-30年同步转移轨道及深空探測的大型有效载荷的发射要求。2016年11月3日,長征五號首次發射成功。

發射記錄[编辑]

飞行次序 火箭序号 任务代号 上面級 起飞时间(UTC+8 发射工位 有效载荷 卫星轨道 发射结果
1 遥一 07-W2 远征二号 2016年11月3日
20時43分13秒998毫秒
文昌航天发射场101发射工位 实践十七号卫星 地球静止轨道 成功[9]
2 遥二 07-W3 不適用 2017年7月2日
19时23分23秒425毫秒
文昌航天发射场101发射工位 实践十八号卫星 地球同步轉移軌道 失利[10]
一级液氧泵损毁
3 遥三 07-W4 不適用 2019年12月27日
20时45分10秒526毫秒
文昌航天发射场101发射工位 实践二十号卫星 超同步转移轨道 成功[11]
4 遥四 不適用 2020年7月23日
12时41分15秒167毫秒
文昌航天发射场101发射工位 天问一号 地火转移轨道 成功[12]
成功率:75%

遙一[编辑]

2016年8月16日,长征五号首枚火箭进行了出征仪式。生产任务、总测工作由天津运载火箭生产基地完成。[13]於8月26日從天津港啟航,經過6個晝夜航行,9月1日抵達海南文昌清瀾港碼頭。10月28日上午长征五号被垂直轉运至海南文昌航天發射場發射區。长征五号/远征二号上面級(CZ-5/YZ-2)原定於北京时间11月3日下午6點發射,及後助推器液氧排气管道出现问题、发动机预冷过程出现意外及数据传输異常等問題,延迟至晚上8點43分13.998秒升空首飛。[14][15]长征五号运载火箭配置“远征二号上面级”、装载“实践十七号卫星”成功完成首次发射任务[14],这也是长征系列火箭执行的第238次发射。[16]11月4日2點55分,上面级完成任务,卫星与之分离進入预定轨道。本次发射中国首次实现运载火箭直接将卫星送入地球静止轨道。11月22日卫星成功定点。

遥二[编辑]

2017年7月2日,长征五号遥二火箭搭载实践十八号卫星发射升空,之后飞行出现异常,发射失利[10]。这是长征火箭执行的第250次发射。事后调查确认失败原因为芯一级液氢液氧发动机一分机涡轮排气装置在复杂力热环境下,局部结构发生异常,致使发动机推力瞬时大幅下降[17]。2017年10月,中国国防科工局协调中国国家海洋局调遣蛟龙号载人潜水器在火箭坠毁海域尝试对残骸进行打捞,但未能成功。[18]

遥三[编辑]

2019年10月22日,长征五号遥三运载火箭由中国卫星海上测控部所属远望21号、22号船组成的火箭运输船队,从天津港启航,于10月27日安全运抵海南文昌清澜港,经过公路运输后到达文昌航天发射场,开始进行一系列后续的装配和测试工作[19]。长征五号遥三运载火箭於2019年12月21日轉運至發射台[20],2019年12月27日成功发射,将实践二十号卫星送入地球同步转移轨道。[21]

計划中[编辑]

飞行次序 火箭型號 火箭序号 上面級 预计起飞时间(UTC+8) 发射工位 有效载荷 卫星轨道 发射结果 消息来源
5 五號 2020年10月底 文昌航天发射场一号工位 嫦娥五号 地月转移轨道 [22]
五號 2023年 文昌航天发射场一号工位 嫦娥七号 地月转移轨道
五號 2024年 文昌航天发射场一号工位 嫦娥六号 地月转移轨道
五号 2025年 文昌航天发射场一号工位 太阳轨道太空望远镜 日心轨道

全球現役大型运载火箭性能比较[编辑]

現役大型运载火箭性能比较(截至2019年12月)
国家 型号 运载能力(吨) 起飞重量(吨) 发射价格(万美元) 运载系数(%) 成本/载荷(万美元/吨) 发射成功率 发射总数
近地轨道 同步转移轨道 近地轨道 同步转移轨道
 美國 猎鹰重型运载火箭(不回收) 63.8[23] 26.7[23] 1420[23] 15000[24] 4.49 1.88 235 100% 3
 美國 猎鹰重型运载火箭(回收) 大于28[25] 8-16[註 1][25] 1420[23] 9000[25] 1.97 0.56/1.12 321 100% 3
 美國 三角洲4號重型運載火箭 28.79[26] 14.22[27] 733.3 35000[28] 3.54~3.93 1.94 1347~1216 100% 40
 中国 长征五号运载火箭 25[29] 14.4[30] 867 2.88 1.66 75% 4
 俄羅斯 安加拉A5運載火箭 24.5[31] 5.4/7.5[32] 768.9 10000[33][34] 3.19 0.70/0.98 408 100% 1
 俄羅斯 质子M型运载火箭 23[35] 6.92[36] 697.6 6500[37] 3.30 0.99 283 89.81% 108
 美國 獵鷹9號運載火箭FT(不回收) 22.8[25] 8.3[25] 549[25] 6200[25] 4.15 1.51 263 100% 57
 歐洲 亞利安5號ECA 20 11.115 777 17800 2.57 1.43 890 95.24% 105
 美國 擎天神5號運載火箭(551型) 20.52 8.9 574 15300 3.57 1.55 746 100% 81
 美國 獵鷹9號運載火箭FT(回收) 15.6[25] 5.5[25] 549[25] 5000[25] 3.06 1.00 297 100% 57
 日本 H-IIB运载火箭 19 8 549.25 11250 3.46 1.47 678 100% 8
 日本 H-IIA运载火箭 15 5.8 444.9 9000 3.37 1.30 600 97.50% 40
 中国 长征七号运载火箭 13.5 5.5 594 2.27 0.92 100% 2
 中国 长征三号乙运载火箭 11.5[38] 5.5[39] 472.7 7000[40] 2.43 1.16 608 97.22% 66
 印度 地球同步卫星运载火箭3型号 10[41] 4 640 5100[42] 1.56 0.62 640 100% 3

[25]

注释[编辑]

  1. ^ 视回收助推器数量可变

参考资料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 林晓弈. 长征五号遥三运载火箭的飞行手册. 微博. [2019-12-28]. 
  2. ^ 技术解读. zhuanti.spacechina.com. [2018-02-18]. (原始内容存档于2016-11-15) (英语). 
  3. ^ Space.com staff. China Tests Powerful Rocket Engine for New Booster. Space.com. 30 July 2012 [2016-11-10]. (原始内容存档于2016-11-06). The more capable Long March 5 rocket is expected to help the country achieve its goal of constructing a space station in orbit by the year 2020, as well as play a key role in China's future space exploration aims beyond low-Earth orbit. The rocket's maiden launch is expected to occur in 2014. 
  4. ^ (新华全媒头条)大块头有大智慧——解码长征五号大火箭-新华网. news.xinhuanet.com. [2018-02-18]. (原始内容存档于2016-11-04). 
  5. ^ 技术解读. zhuanti.spacechina.com. [2018-02-18]. (原始内容存档于2016-11-15) (英语). 
  6. ^ “冰箭”冲天 中国挺进大火箭时代. [2019-08-20]. (原始内容存档于2019-08-20). 
  7. ^ 为啥长征五号是“大火箭”?-新华网. www.xinhuanet.com. [2018-02-18]. (原始内容存档于2018-02-19). 
  8. ^ “超低温运行”“二次启动”:长征五号火箭发动机取得重要突破-新华网. www.xinhuanet.com. [2018-02-18]. (原始内容存档于2018-02-19). 
  9. ^ 白国龙、任珂. 中国成功发射实践十七号卫星. 新华社. 2016-11-03 [2016-11-10]. (原始内容存档于2016-11-04) (中文). 
  10. ^ 10.0 10.1 长征五号遥二火箭发射失利. 中新网. 2017-07-02 [2017-07-02]. (原始内容存档于2017-07-07) (中文). 
  11. ^ “胖五”归来!长征五号运载火箭成功发射实践二十号卫星. 新华网. 2019-12-27 [2019-12-27]. 
  12. ^ 我国首次火星探测任务发射成功 迈出深空探测崭新一步--科技--人民网. scitech.people.com.cn. [2020-07-23]. 
  13. ^ 长征五号生产总测结束,准备首飞. AirForceWorld.com. 2016-08-17 [2016-11-12]. (原始内容存档于2016-10-10). 
  14. ^ 14.0 14.1 中国最大推力新一代运载火箭长征五号首飞获得圆满成功. 中国新闻网. [2016-11-12]. (原始内容存档于2016-11-06). 
  15. ^ 科技日报. 长征五号总师揭秘起飞前惊魂163分钟. 凤凰资讯. 2017-05-28 [2017-05-28]. (原始内容存档于2017-05-28). 
  16. ^ 长征火箭第238次发射 这次填补了一项国内空白. 凤凰卫视. 2016年11月3日 [2016-11-12]. (原始内容存档于2016-11-07) (中文(简体)‎). 
  17. ^ 余晓洁. 长征五号遥二火箭飞行故障调查完成 今年底将实施长征五号遥三火箭发射. 新华网. 2018-04-16 [2018-04-16]. (原始内容存档于2018-04-16) (中文). 
  18. ^ 长五,这两年你经历了什么?. 中国航天报. 2019-12-27 (中文). 
  19. ^ 施歌. 长征五号遥三运载火箭运抵海南文昌 将择机发射. 新华网. 2019-10-27 [2019-10-27] (中文). 
  20. ^ 長征五號遙三運載火箭 預計年底前後擇機試飛. 2019-12-21 [2019-12-22]. 
  21. ^ 陈芳, 胡喆. 祝贺“胖五”归来!长征五号遥三运载火箭发射成功. 新华网. 2019-12-27 [2019-12-27]. 
  22. ^ 中国2020年将发射嫦娥五号 拟着陆于月球风暴洋西北部地区-中新网. www.chinanews.com. [2020-01-19]. 
  23. ^ 23.0 23.1 23.2 23.3 Falcon Heavy. SpaceX. November 16, 2012 [April 10, 2020]. (原始内容存档于April 6, 2017). 
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