长征二号F运载火箭

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长征二号F运载火箭
长征二号F遥十三火箭
用途不可重复使用之运载火箭
制造商中国运载火箭技术研究院(CALT)
制造国家 中国
外型及质量参数
高度58.34米(191.4英尺)[1]
直径3.35米[1]
质量497吨[1]
级数2
业载量
LEO有效载荷
质量8,800千克(19,400英磅)[1]
相关火箭
本系列长征二号系列火箭
衍生型号长征七号运载火箭
发射历史
现状现役
发射场中国酒泉卫星发射中心91号工位
总发射次数20
成功次数20
首次发射1999年11月20日
著名载荷神舟飞船
天宫一号
空天飞机
助推器
助推器数4
高度15.3米(50英尺)
直径2.25米(7英尺5英寸)
空重3,200千克(7,100磅)
总重41,000千克(90,000磅)
发动机YF-20(单台助推器)
单发推力740.4 kN(166,400 lbf
总推力2,961.6 kN(665,800 lbf
比冲260.7 s(2.557 km/s)
推进时间154秒(2.57分钟)
燃料四氧化二氮/偏二甲肼
第一级
高度23.7米(78英尺)
直径3.35米(11.0英尺)
空重9,500千克(20,900磅)
总重196,500千克(433,200磅)
发动机YF-20
单发推力2,961.6 kN(665,800 lbf
比冲260.7 s(2.557 km/s)
推进时间159秒(2.65分钟)
燃料四氧化二氮/偏二甲肼
第二级
高度13.5米(44英尺)
直径3.35米(11.0英尺)
空重5,500千克(12,100磅)
总重91,500千克(201,700磅)
发动机YF-20
单发推力740.4 kN(166,400 lbf
比冲298 s(2.92 km/s)
推进时间422秒(7.03分钟)
燃料四氧化二氮/偏二甲肼

长征二号F运载火箭,简称长二F,别称“神箭”,缩写:CZ-2FLM-2F,是长征二号家族中的最新改进型号,主要用于发射神舟系列载人飞船。长征二号F自1992年中国载人航天工程启动之时开始研制,是在长征二号捆绑火箭的基础上,按照发射载人飞船的要求而研制的运载火箭,1999年11月19日首次发射并成功将中国第一艘实验飞船神舟一号飞船送入太空。

该火箭属二级捆绑式火箭,由四个液体助推器、芯一级火箭、芯二级火箭、整流罩和逃逸塔(发射空间站则不包含)等几个部分组成,是目前中国长度最长的火箭,安全性能达0.97。长征二号F还是中国首款采用垂直总装、垂直测试和垂直运输的“三垂”测试发射模式的运载火箭,自首飞以来均从中国酒泉卫星发射中心的载人航天发射场发射。

长征二号F运载火箭的历任总设计师为王德臣刘竹生荆木春张智(自2014年8月起)和容易(自2021年年初起[2]),现任总指挥为荆木春[3][4]

长征二号F运载火箭的造价约2亿元人民币(2003年)[5]

上海科技馆内展示的长征2F运载火箭模型,包含内部剖面。

逃逸系统

逃逸系统,位于火箭的顶部。逃逸塔高8.35米,状似火箭上的避雷针。逃逸塔内有6台共三种的低空逃逸发动机,自上而下分别为4台FG-58偏航俯仰(姿态控制)发动机、1台(8喷管)FG-57分离发动机和1台(4喷管)70余吨推力FG-56主逃逸发动机。上部整流罩则设有2台FG-5高空分离发动机及4台FG-59高空逃逸发动机。前三种发动机是负责39公里以下高度的逃逸工作(起飞前30分钟到起飞后2分钟即火箭抛逃逸塔前),高空逃逸发动机则是在39至110公里高度才发挥作用(抛逃逸塔后到起飞后200.87秒即火箭抛整流罩前)。1998年10月19日,在神舟一号飞船上天之前,作了模拟飞行故障,逃逸塔成功地将返回舱安全地带到了地面。

其任务是在火箭起飞前900秒到起飞后160秒时间段内,万一火箭发生故障,它可以使箭船分离,并拽著轨道舱和返回舱降落在安全地带,使航天员脱险。

由于逃逸系统涉及机密技术,中国曾在神舟二、三、四、五号任务逃逸火箭落地后使用聚能装药破甲引爆技术对其进行了销毁[6]

控制系统

长征二号F火箭配备了两套控制系统,如果主控制系统出现了故障,可以迅速切换到另一套系统上来,以确保火箭的正常工作,使火箭的可靠性大大提高。

故障自动检测处理系统

长征二号F火箭上增加了故障检测处理系统,系统在飞船待发射阶段和上升阶段都可以对故障进行自检测、自诊断,一旦有问题就会发出资讯。若航天员尚未进舱,则可跳进塔架上的逃逸布袋滑到地下室的安全区。若航天员已入舱,系统则指挥火箭的逃逸塔点火,把飞船返回舱带到安全地带。

长征二号F遥十二火箭上的整流罩及“神箭”题字
长征二号F遥十二火箭上的整流罩及“神箭”题字

技术诸元

长征二号F(基本型)

长征二号F运载火箭,简称长二FCZ-2F)基本型,或称原型,用于发射神舟号载人飞船的所有载人任务,安装逃逸塔。2008年9月25日,最后一次使用基本型发射。

  • 全长:58.34米
  • 起飞质量:479.8吨
  • 低地轨道载荷:7.8吨
  • 推力:604.387吨

长征二号F/G(改进型)

长征二号F改进型运载火箭,简称长二F改CZ-2F/G),替代基本型,用于发射神舟号载人飞船载人任务(安装逃逸塔)以及不载人任务和空间站如天宫一号(不设逃逸塔,整流罩顶部改为冯·卡门曲线)。助推器推进剂储箱顶部椭球顶改为锥形顶,提升推进剂储存量,增加近地轨道推力。另外,把助推器的分离时间由升空后140秒改为153秒,紧接一级火箭分离。

  • 全长:52米(不载人)、58.34米(载人)
  • 起飞质量:493吨
  • 低地轨道载荷:8.6吨(空间站)、8.1吨(飞船)

换发型(长征二号F/H)

长征二号F换发型运载火箭,简称长二F换CZ-2F/H),以长征二号F为基础,换上使用无毒无污染低温煤油液氧推进剂的发动机,用于无人的货运任务。此计划已经被长征七号系列运载火箭代替。

发射纪录

长征二号F
飞行次序 火箭序号 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 1999年11月20日
06时30分03.500秒
酒泉卫星发射中心921工位 神舟一号试验飞船 近地椭圆轨道 成功
2 遥二 2001年1月10日
01时00分03.561秒
酒泉卫星发射中心921工位 神舟二号试验飞船 近地椭圆轨道 成功
3 遥三 2002年3月25日
22时15分03.544秒
酒泉卫星发射中心921工位 神舟三号试验飞船 近地椭圆轨道 成功
4 遥四 2002年12月30日
00时40分03.543秒
酒泉卫星发射中心921工位 神舟四号试验飞船 近地椭圆轨道 成功
5 遥五 2003年10月15日
09时00分03.497秒
酒泉卫星发射中心921工位 神舟五号载人航天飞船
航天员:杨利伟
近地椭圆轨道 成功
6 遥六 2005年10月12日
09时00分03.583秒
酒泉卫星发射中心921工位 神舟六号载人航天飞船
航天员:费俊龙聂海胜
近地椭圆轨道 成功
7 遥七 2008年9月25日
21时10分04.988秒
酒泉卫星发射中心921工位 神舟七号载人航天飞船
航天员:翟志刚刘伯明景海鹏
伴星一号
近地椭圆轨道 成功
长征二号F改进型
8 T1 2011年9月29日
21时16分03.507秒
酒泉卫星发射中心921工位 天宫一号目标飞行器 近地椭圆轨道 成功
9 遥八 2011年11月1日
05时58分10.430秒
酒泉卫星发射中心921工位 神舟八号无人航天飞船 近地椭圆轨道 成功
10 遥九 2012年6月16日
18时37分24.558秒
酒泉卫星发射中心921工位 神舟九号载人航天飞船
航天员:景海鹏刘旺刘洋
近地椭圆轨道 成功
11 遥十 2013年6月11日
17时38分02.666秒
酒泉卫星发射中心921工位 神舟十号载人航天飞船
航天员:聂海胜张晓光王亚平
近地椭圆轨道 成功
12 T2 2016年9月15日
22时04分12.428秒
酒泉卫星发射中心921工位 天宫二号空间实验室
伴星二号
近地椭圆轨道 成功
13 遥十一 2016年10月17日
07时30分31.409秒
酒泉卫星发射中心921工位 神舟十一号载人航天飞船
航天员:景海鹏陈冬
近地椭圆轨道 成功
14 T3[7] 2020年9月4日
15时30分左右
酒泉卫星发射中心921工位 可重复使用试验航天器[8] 近地椭圆轨道 成功
15 遥十二 2021年6月17日
09时22分31.693秒
酒泉卫星发射中心921工位 神舟十二号载人航天飞船
航天员:聂海胜刘伯明汤洪波
近地椭圆轨道 成功
16 遥十三 2021年10月16日
00时23分56.469秒
酒泉卫星发射中心921工位 神舟十三号载人航天飞船
航天员:翟志刚王亚平叶光富
近地椭圆轨道 成功
17 遥十四 2022年6月5日
10时44分10.460秒
酒泉卫星发射中心921工位 神舟十四号载人航天飞船
航天员:陈冬刘洋蔡旭哲
近地椭圆轨道 成功
18 T4 2022年8月5日
00时00分左右
酒泉卫星发射中心921工位 可重复使用试验航天器[9] 近地椭圆轨道 成功
19 遥十五 2022年11月29日
23时08分17.457秒
酒泉卫星发射中心921工位 神舟十五号载人航天飞船
航天员:费俊龙邓清明张陆
近地椭圆轨道 成功
20 遥十六 2023年5月30日
09时31分13秒
酒泉卫星发射中心921工位 神舟十六号载人航天飞船
航天员:景海鹏朱杨柱桂海潮
近地椭圆轨道 成功
21 遥十七 2023年10月26日

11时14分02.491秒

酒泉卫星发射中心921工位 神舟十七号载人航天飞船
航天员:汤洪波唐胜杰江新林
近地椭圆轨道 成功
22 T5 2023年12月15日 酒泉卫星发射中心921工位 可重复使用航天器 近地椭圆轨道 成功
成功率:100%

计划中

参考文献

  1. 1.0 1.1 1.2 1.3 Mark Wade. CZ-2F. Encyclopedia Astronautica. [2008-05-02] (英语). 
  2. 引证错误:<ref>标签无效;未给name(名称)为3de的ref(参考)提供文本
  3. 蝌蚪五线谱. 王德臣:草原走出的火箭技术专家. 科普中国网. 2020-09-05 [2023-05-30]. “921”共设有载人飞船、运载火箭、测控通信等七大系统……运载火箭系统首任总设计师自然落到王德臣肩上。 
  4. 中国航天报. 这四位长二F火箭当家人,今天一起讲给你. 微信公众号. [2023-05-30]. 
  5. 南方周末:神舟五号载人飞船诞生内幕. 南方周末. 2003-10-17 [2023-09-16]. 
  6. 孙现富. 中国成功销毁“神五”逃逸舱 为保密和人民安全. 中国新闻网. 2004-01-02 [2021-07-30]. 
  7. CZ-2F/T (Chang Zheng-2F/T). Gunter's Space Page. 2020-09-04 [2020-09-04] (英语). 
  8. 我国成功发射可重复使用试验航天器. 新华社. 2020-09-04 [2020-09-04] (简体中文(中国大陆)). 
  9. 李国利; 王茄欢. 我国成功发射可重复使用试验航天器. 新华网. 2022-08-05 [2022-08-05]. 

外部链接