 2022年珠海航展上展出的长征九号火箭模型，采用的是无助推器光杆构型。 | |
| 用途 | 重型运载火箭 |
|---|---|
| 制造商 | 中国运载火箭技术研究院 |
| 制造国家 |  中国 |
| 外型及质量参数 | |
| 高度 | 114米（374英尺） |
| 直径 | 10.6米（35英尺） |
| 质量 | 4,369,000千克（9,632,000英磅） |
| 级数 | 3（基本型） 2（二级串联构型） |
| 业载量 | |
| 至LEO有效载荷 | |
| 质量 | 150,000千克（330,000磅）[1] |
| 至LTO有效载荷 | |
| 质量 | 54,000千克（119,000磅）[2] |
| 至MTO有效载荷 | |
| 质量 | 44,000千克（97,000磅）[2] |
| 相关火箭 | |
| 本系列 | 长征系列运载火箭 |
| 相似型号 | |
| 发射历史 | |
| 现状 | 研制中 |
| 第一级 | |
| 直径 | 10.6米（35英尺） |
| 发动机 | 30台200吨级全流量分级燃烧循环甲烷发动机 |
| 单发推力 | 30×2,000 千牛 |
| 比冲 | 330秒（3.2千米每秒） |
| 燃料 | 液氧/甲烷 |
| 第二级 | |
| 直径 | 10.6米（35英尺） |
| 发动机 | 2台200吨级全流量分级燃烧循环甲烷发动机 |
| 单发推力 | 2×2,200 千牛 |
| 比冲 | ~363秒（3.56千米每秒） |
| 燃料 | 液氧/甲烷 |
| 第三级 | |
| 直径 | 10.6米（35英尺） |
| 发动机 | 1台120吨级分级燃烧循环氢氧发动机（YF-91） |
| 单发推力 | 1,200 千牛 |
| 比冲 | 442秒（4.33千米每秒） |
| 燃料 | 液氢/液氧 |
长征九号（英语：Long March 9）缩写为“CZ-9”或“LM-9”，是中国航天科技集团研制的一型可重复使用重型运载火箭[3][4]。主要用于中国载人登月、火星科考取样返回、载人登火、太阳系外圈行星探测等多种大运载高难度任务。据悉，长征九号已完成深度论证，计划于2030年前后首飞。其芯级箭体直径10米级、近地轨道运载能力150吨，奔月转移轨道运载能力54吨，奔火转移轨道运载能力44吨[5][6]，与美国土星五号运载火箭运力相近[6][5]，故而对于中国未来的航天事业有着重要的战略意义。根据长征三号总设计师透露，长征九号火箭长度可达114米，起飞推力6000吨级，能把150吨的航空器送入太空[7][8]。
研制进展
- 2019年3月24日，中国航天科技集团有限公司宣布长征九号火箭500吨级液氧煤油发动机燃气发生器-涡轮泵联动试验取得圆满成功[9]。
- 2021年3月5日，500吨级液氧煤油火箭发动机，全工况半系统试车取得成功。此次试验为引擎除推力装置外，组件配套完整的系统试车，也是该型引擎首次全工况试车。试车启动、转级、变工况与关机过程工作平稳，验证了引擎设计、制造和试验方案，为下一步进行引擎整机试车等研制工作奠定基础[10][11][12]。
- 2021年7月28日，航天科技集团六院11所（京），重型运载火箭220吨级补燃循环氢氧引擎完成首台工程样机生产。
- 2021年8月2日，中国航天科技集团一院首都航天机械有限公司重型运载火箭研制团队在武汉完成了中国首件直径9.5米贮箱箱底圆环的组合焊接[13]。
- 2021年9月23日，220吨级补燃循环氢氧发动机成功进行了首次半系统试验，试验取得圆满成功 [14]。
- 2021年9月28日，长征9号运载火箭1:10模型首次在中国国际航空航天博览会于一般民众前亮相。
- 2021年12月10日和12月17日，六院北京航天试验技术研究所进行了25吨级膨胀循环氢氧发动机首台推力室挤压试验，试验取得圆满成功[15]。
- 2022年9月5日，25吨级闭式膨胀循环氢氧发动机首次整机热试车圆满成功，这是世界上最大规模的闭式膨胀循环发动机试车[16]。
- 2022年11月5日，500吨级补燃循环液氧煤油发动机首次整机热试车圆满成功[17]。
- 2022年11月16日，航天科技六院北京航天试验技术研究所完成25吨级闭式膨胀循环氢氧发动机全系统试验，本次试验首次搭载推力闭环调节，主级工作过程中实现多个工况深度变推，试验按照预定程序起动，发动机工作正常，试验数据获取完整，试验取得圆满成功。[18]。
设计改动
| 参数 | 2011年版 | 2021年版 | 2022年4月版 | 2022年10月版 | 2023年版 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 高度 | 103米 | 108米 | 111米 | 114米 | |||
| 直径 | 约19.5米（基本型总直径）
助推器：5米 |
10.6米（最大直径） 三级火箭：7.5米 |
11米（最大直径） 三级火箭：7.5米 |
10.6米 | |||
| 质量 | 4,137吨（基本型） | 2,861吨（长征九号A） | 1,964吨（长征九号B） | 4,122吨 | 4,369吨 | ||
| 级数 | 3级半（基本型） | 3级半（长征九号A） | 3级（长征九号B） | 3级 | 2级/3级 | ||
| 近地轨道运载能力 | 140吨 | 100吨 | 50吨 | 150吨 | 100-160吨 | 100-150吨 | |
| 地月转移轨道运载能力 | 50吨 | 35吨 | 20吨 | 53吨 | 50吨 | 35-53吨 | 35-54吨 |
| 助推器 | |||||||
| 数量 | 4 | 2 | - | - | - | - | - |
| 发动机 | 2台480吨级高压补燃液氧煤油发动机（YF-130） | ||||||
| 单发推力 | 4800KN | ||||||
| 比冲 | 308 | ||||||
| 燃料 | 液氧/煤油 | ||||||
| 一级火箭 | |||||||
| 发动机 | 4台480吨级高压补燃液氧煤油发动机（YF-130） | 5台480吨级高压补燃液氧煤油发动机（YF-130） | 16台360吨级高压补燃液氧煤油发动机（YF-135） | 26台200吨级全流量补燃液氧甲烷发动机 | 24台240吨级高压补燃液氧煤油发动机 | 30台200吨级全流量补燃液氧甲烷发动机 | |
| 单发推力 | 4800KN | 3600KN | 2000KN | 2400kN | 2000kN | ||
| 比冲 | 308 | 312 | 330 | 308 | 330 | ||
| 燃料 | 液氧/煤油 | 液氧/甲烷 | 液氧/煤油 | 液氧/甲烷 | |||
| 二级火箭 | |||||||
| 发动机 | 2台220吨级高压补燃液氧液氢发动机（YF-90） | 4台120吨级高压补燃液氧液氢发动机（YF-91） | 2台200吨级全流量补燃液氧甲烷发动机 | ||||
| 单发推力 | 2200KN | 1200KN | ~2200KN | ||||
| 比冲 | 453 | 442 | ~363 | ||||
| 燃料 | 液氧/液氢 | 液氧/甲烷 | |||||
| 三级火箭 | |||||||
| 发动机 | 4台25吨级膨胀循环液氧液氢发动机（YF-79） | 1台120吨级高压补燃液氧液氢发动机（YF-91） | |||||
| 单发推力 | 250KN | 1200KN | |||||
| 比冲 | 455.2 | 442 | |||||
| 燃料 | 液氧/液氢 | ||||||
2021前
截至2016年，长征9号的设计为三级火箭，第一级核心直径为10米，使用一组四台发动机。基础型号有四个直径达 5 米的液体燃料助推器，近地轨道有效载荷能力 140,000 公斤；长征9号A有两个额外的助推器，近地轨道有效载荷能力100,000公斤；长征9号B则只仅具有10米直径的核心级和50,000公斤的近地轨道有效载荷能力。[19]长征九号的预期有效载荷能力属于超重型运载火箭级别，研制计划于2021年获中国政府正式批准。
2021年
2021年6月24日，长征系列总设计师龙乐豪在香港大学发表题为“长征火箭与中国航天”的演讲，公开了有关长征九号的更新。长征九号的最初设计被称为第11号版本（2011 年），已被称为第21号版本的新设计所取代，该设计具有许多变化，包括扩大直径至10.6 米、长度为108米、重4,122吨。第一阶段将使用16台YF-135液氧煤油发动机，每台推力超过300吨；第二、三级将使用120吨氢氧发动机，其中第二级装有4台，第三级装有1台。所有油箱改为通用舱壁设计，并不具有外部助推器。近地轨道的有效载荷能力从140吨增加到150吨，而地月转移有效载荷增加到 53 吨。龙乐豪指出，截至发布时，此新版本仍在审核中。[20][21]
新设计被视为更适合第一级的重复使用，设计思路上也被指更接近SpaceX星舰。[22]长征9号的2011年设计被视为与美国的太空发射系统相匹配。[22]
2022年
2022年4月23日，龙乐豪再次公开了长征九号的新设计。第22号版本具有可重复使用的第一级，无侧面助推器，第二级和第三级由120吨氢氧发动机提供动力，与第21号版本非常相似。然而，第一级和第二级核心直径增加至11米，第三级直径为7.5米。总长度增加至111米，质量为4122吨。第一级装有26台200吨液氧甲烷发动机，代替之前设计的YF-135发动机提供动力。近地轨道的有效载荷能力为150吨，地月转移有效载荷增为50吨。[23]
2022年10月期间，龙乐豪再次公开了长征九号的新设计。新版本的第一级和第二级的直径变回10.6米，第三级的直径变为与第一级和第二级一样，总长度增加为114米，第一级动力改为24台240吨液氧煤油发动机。近地轨道的有效载荷能力为100-160吨，地月转移有效载荷增为35-53吨。
2023年
2023年2月28日，龙乐豪在南京理工大学校友终身学习云讲座中公布了长征九号的新设计。新版本与上一版本相差不大，主要改变在于一二级动力，一级和二级分别改为30台及2台200吨级液氧甲烷发动机，起飞推力增至6118吨，而全重亦增至4369吨，有两种状态，分别为三级串联的基本型及二级串联构型，基本型地月转移轨道运载能力为35-54吨，用于 执行深空探测任务；两级串联构型的低轨运载能力为100-150吨，用于执行近地轨道任务。[24]
类似火箭
参考文献
- ↑ 男神是婑方方. 中国长征九号项目：不仅仅是一款超重型火箭. 互联网. 2020.
- ↑ 2.0 2.1 秦旭东、龙乐豪、容易. 《我国航天运输系统成就与展望》. 深空探测学报. 2016,. 2016年第3卷第4期 [2017-01-17].
- ↑ 长征九号火箭. 空军世界网站. [2016-07-01].
- ↑ 中国航天科技集团：正在研究新一代重型运载火箭. [2016-09-08].
- ↑ 5.0 5.1 2011年度社会责任报告. 中国航天科技集团. [2016-09-13].
- ↑ 6.0 6.1 刘然. 梁小虹委员：我国重型运载火箭正着手立项 与美俄同步. 人民网. 2011年3月3日 [2012年11月10日].
- ↑ 刘袭. 中国将于2025年研制长征九号火箭 送3至5人登月. 凤凰网. 2013年12月4日 [2013年12月4日].
- ↑ 上海衛視-長征9關鍵技術已經突破.
- ↑ 大陸成功研發500噸級火箭發動機 1秒燒1.6噸燃料. 联合报. 2019年3月26日 [2019年4月1日].
- ↑ 张平; 苑轩. 500吨级液氧煤油火箭发动机全工况半系统试车成功. 中国航天报. [2022-03-30] –通过中国航天科技集团有限公司 （中文）.
- ↑ 张一辰. 中国500吨级火箭发动机全工况半系统试车取得圆满成功. 中国新闻网. 2021-03-05 [2022-03-30] （中文）.
- ↑ 500吨级火箭发动机成功！长征9号迎来重大喜讯，为登火星打下基础.
- ↑ 房家梁. 中国完成重型火箭贮箱箱底圆环组合焊接. 中国新闻网. 2021-08-04 [2021-08-07] （简体中文）.
- ↑ 郑孟伟. 重型运载火箭220吨级补燃循环氢氧发动机首次半系统试验圆满成功. 北京航天动力研究所. 2021-09-27 [2021-09-27] （简体中文）.
- ↑ 赵海龙. 我国重型运载火箭25吨级膨胀循环氢氧发动机首台推力室挤压试验取得圆满成功. 北京航天动力研究所. 2021-12-22 [2021-12-22] （简体中文）.
- ↑ 中国重型火箭25吨级氢氧发动机整机试车成功. cnBeta.COM. 2022-09-05 [2022-09-05] （简体中文）.
- ↑ 我国最大推力液体火箭发动机首次整机试车圆满成功. 北京日报. 2022-11-05 [2022-11-05] （简体中文）.
- ↑ 支撑重型火箭研制！25吨级氢氧发动机成功完成全系统试车. 环球网. 2022-11-16 [2022-11-17] （简体中文）.
- ↑ China Aims for Humanity's Return to the Moon in the 2030s. popsci.com. 2016-05-05 [2018-07-14].
- ↑ Jones, Andrew. 中國超重型火箭建造天基太陽能發電站. SpaceNews. 2021年6月28日 [2021-06-30].
- ↑ [在線同步直播] 馳騁大航天時代 - 與國家航天工程科學家現場交流|香港大學大陸事務辦公室. mainlandaffairs.hku.hk. [2021-06-25].
- ↑ 22.0 22.1 红色天堂：中国将目光投向星星 Red Heaven: China sets its sights on the stars. 2022-03-14 [2022-11-20].
- ↑ China National Space Day. kevinjamesng.com. 2022-04-25 [2022-04-27].
- ↑ @AJ_FI. Twitter. 2023-02-28 （英语）.
