长征五号运载火箭

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长征五号运载火箭
长征五号
用途大型运载火箭
制造商中国航天科技集团公司（CASC）
制造国家 中国
外型及质量参数
高度56.97米
直径5米
质量854.5吨(满燃料无载荷）
级数2级
业载量
至GTO有效载荷
质量14.5吨
至MTO有效载荷
质量CZ-5：15吨
至TLI有效载荷
质量9.4吨
至GEO有效载荷
质量CZ-5/YZ-2: 5.1吨
至MEO有效载荷
质量CZ-5/YZ-2: 7吨
相关火箭
本系列长征五号系列火箭
长征系列运载火箭
相似型号德尔塔-4重型运载火箭
阿丽亚娜-5运载火箭
发射历史
现状现役
发射场文昌航天发射场一号发射工位
总发射次数5
成功次数4
首次发射2016年11月3日
著名载荷天问一号
嫦娥五号
助推器
助推器数4枚
高度27.6米（91英尺）
直径3.35米（11.0英尺）
总重156,600千克（345,200磅）[1]
燃料重量142,800千克（314,800磅）[1]
发动机2×YF-100发动机
单发推力2×1199.19千牛（海平面）
2×1339.48千牛（真空）
比冲2942米/秒（海平面）
3286.2米/秒（真空）
推进时间173秒[1]
燃料液氧/煤油
第一级
高度33.16米（108.8英尺）
直径5米（16英尺）
总重186,900千克（412,000磅）[1]
燃料重量165,300千克（364,400磅）[1]
发动机2×YF-77发动机
单发推力2×518千牛（海平面）
2×700千牛（真空）
比冲3106 米/秒（海平面）
4197米/秒（真空）
推进时间492秒[1]
燃料液氧/液氢
第二级
高度11.54米（37.9英尺）
直径5米（16英尺）
总重38,700千克（85,300磅）[1]
燃料重量32,000千克（71,000磅）[1]
发动机2×YF-75D发动机
单发推力2×88.36千牛
比冲4340米/秒
推进时间700秒(分二次启动)[1]
燃料液氧/液氢
上面级（可选） – 远征二号
直径3.8米（12英尺）
发动机2×YF-50D发动机
单发推力2×6.5千牛
比冲3150米/秒
推进时间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，总设计师为航天科技集团一院的李东。长征五号，属于长征五号系列火箭，是中国研发的第一款大型运载火箭，属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]，地球同步转移轨道最大运载能力14吨[3]，200千米近地轨道标称运载能力25吨[4]，较中国长征三号乙火箭运载能力提升了2.5倍。是中国现役起飞质量最大、芯级直径最粗、运载能力最强的火箭。[2]

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%[5]。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和长征三号不同，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。[6][7]

历史

长征五号早于1986年在863计划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吨级液氧煤油发动机YF-100及50吨级液氢液氧发动机YF-77先后开始立项研制。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。长征五号于当时的代号为长征五号E构型，为系列当中最强的型号，主要目标是满足在未来20-30年同步转移轨道及深空探测的大型有效载荷的发射要求。2016年11月3日，长征五号首次发射成功。

发射记录

主条目：中国运载火箭发射列表和文昌航天发射场发射任务列表
飞行次序 火箭序号 任务代号 上面级 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时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[8]
2 遥二 07-W3 不适用 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 超同步转移轨道 失利[9]
一级液氧泵损毁
3 遥三 07-W4 不适用 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[10]
4 遥四 不适用 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[11]
5 遥五 07-W7 不适用 2020年11月24日
04时30分21秒806毫秒 		文昌航天发射场101发射工位 嫦娥五号 地月转移轨道 成功[12]
成功率：80%

遥一

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]于8月26日从天津港启航，经过6个昼夜航行，9月1日抵达海南文昌清澜港码头。10月28日上午长征五号被垂直转运至海南文昌航天发射场发射区。长征五号/远征二号上面级（CZ-5/YZ-2）原定于北京时间11月3日下午6点发射，及后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异常等问题，延迟至晚上8点43分13.998秒升空首飞。[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点55分，上面级完成任务，卫星与之分离进入预定轨道。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

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[9]。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打捞残骸，但未成功。[18]

遥三

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于2019年12月21日转运至发射台[20]，2019年12月27日成功发射，将实践二十号卫星送入超同步转移轨道。[21]

遥四

长征五号系列火箭的第一次应用性发射即为天问一号火星探测任务。此次任务也是中国大陆自东方红一号发射以来的第一次行星际飞行任务，用于此次任务的YF-77发动机于2020年1月19日完成100秒校准试车，而探测器则于同年4月24日，被命名为天问一号。星箭组合体于7月17日转运至文昌发射场101工位，在对箭体完成检查之后开始低温燃料加注[22]

2020年7月23日12时41分，中国在海南岛东北海岸中国文昌航天发射场，用长征五号遥四运载火箭携中国第二次火星探测任务“天问一号”探测器发射升空，383秒后，星箭组合体离开大气层，整流罩被抛离，一级关机时间与遥三相同，T+708秒，二级一次关机，滑行952秒后二级二次点火，开始火星转移变轨，飞行2086秒后，二级二次关机，在调整姿态后进行器箭分离，此时天问一号高度已经达到470km，2530秒后太阳翼展开成功。[23]，这是中国第一次完全自主实施的火星探测任务，也是第一次行星际飞行任务。

2021年2月10日，天问一号顺利实施近火制动，成功进入环火轨道，成为中国第一颗人造火星卫星[24]。北京时间5月15日7时18分，天问一号着陆器携带祝融号火星车成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，中国成为第二个完全成功着陆火星的国家[25]。

遥五

2020年11月24日4时30分，在中国文昌航天发射场，“长征五号”遥五运载火箭成功发射探月工程“嫦娥五号”探测器，顺利将探测器送入预定轨道，开启中国首次地外天体采样返回之旅。长征五号遥五运载火箭发射升空后，先后实施了助推器分离、整流罩分离、一二级分离以及器箭分离等四次分离。

“嫦娥五号”探测器由轨道器、返回器、着陆器、上升器四部分组成，后续在经历地月转移、近月制动、环月飞行后，着陆器和上升器组合体将与轨道器和返回器组合体分离，轨道器携带返回器留轨运行，着陆器承载上升器择机实施月球正面预选区域软着陆，按计划开展月面自动采样等后续工作[26]。


计划中

飞行次序 火箭型号 火箭序号 上面级 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
五号 2023年 文昌航天发射场一号工位 未知 未知
五号 2024年 文昌航天发射场一号工位 星际日光层探测器 日心轨道
五号 2025年 文昌航天发射场一号工位 嫦娥六号 地月转移轨道
五号 2026年 文昌航天发射场一号工位 嫦娥七号 地月转移轨道
五号 2028年 文昌航天发射场一号工位 嫦娥八号 地月转移轨道

全球现役大型运载火箭性能比较

现役大型运载火箭性能比较（截至2021年10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） 首飞年份 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
 美国 猎鹰重型运载火箭（不回收） 63.8[27] 26.7[27] 1420[27] 15000[28] 4.49 1.88 235 2018 100% 3
 美国 猎鹰重型运载火箭（回收） 大于28[29] 8-16[注 1][29] 1420[27] 9000[29] 1.97 0.56/1.12 321 2018 100% 3
 美国 德尔塔4号重型运载火箭 28.79[30] 14.22[31] 733.4 35000[30] 3.93 1.94 1216 2004 92.31% 13
 中国 长征五号运载火箭 N/A[32] 14.5[33] 854.5[32] 10000 N/A 1.67 313 2016 80% 5
 中国 长征五号B运载火箭 25[32] N/A 837.5[32] ？ 2.98 N/A ？ 2020 100% 2
 俄罗斯 安加拉A5运载火箭 24.5[34] 5.4/7.5[34] 790 10000[35][36] 3.10 0.68/0.95 408 2014 100% 3
 俄罗斯 质子M型运载火箭 23[37] 6.92[37] 705 6500[38] 3.26 0.98 283 2001 90.09% 111
 美国 猎鹰9号 v1.2（不回收） 22.8[29] 8.3[29] 549[29] 6200[29] 4.15 1.51 263 2015 100% 116
 欧洲 阿丽亚娜5号ECA 20 10.865 777 17800 2.57 1.40 890 2002 97.47% 79
 美国 宇宙神5号运载火箭（551型） 18.814 8.9 568.59 15300 3.31 1.57 746 2006 100% 11
 美国 猎鹰9号 v1.2（回收） 15.6[29] 5.5[29] 549[29] 5000[29] 3.06 1.00 297 2015 100% 116
 中国 长征七号甲运载火箭 19 7.8 573 ？ 3.32 1.36 ？ 2020 66.67% 3
 日本 H-IIA运载火箭（204型） 15 6 445 9000 3.37 1.35 600 2006 100% 5
 中国 长征七号运载火箭 14 N/A 593 ？ 2.36 N/A ？ 2016 100% 4
 中国 长征三号乙运载火箭 11.5[39] 5.5[39] 458.97 4000 2.51 1.20 348 1996 95.18% 83
 印度 地球同步卫星运载火箭3型号 10[40] 4 640 5100[41] 1.56 0.62 640 2017 100% 3

[29]

注释

参考资料

  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. ↑ 2.0 2.1 技术解读. zhuanti.spacechina.com. [2018-02-18] （英语）. 
  3. ↑ Space.com staff. China Tests Powerful Rocket Engine for New Booster. Space.com. 2012-07-30 [2016-11-10]. 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]. 
  5. ↑ “冰箭”冲天 中国挺进大火箭时代. [2019-08-20]. 
  6. ↑ 为啥长征五号是“大火箭”？-新华网. www.xinhuanet.com. [2018-02-18]. 
  7. ↑ “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]. 
  8. ↑ 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] （中文）. 
  9. ↑ 9.0 9.1 长征五号遥二火箭发射失利. 中新网. 2017-07-02 [2017-07-02] （中文）. 
  10. ↑ “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]. 
  11. ↑ 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]. 
  12. ↑ “嫦娥五号”探测器发射圆满成功 开启我国首次地外天体采样返回之旅. scitech.people.com.cn. [2020-11-24]. 
  13. ↑ 长征五号生产总测结束，准备首飞. AirForceWorld.com. 2016-08-17 [2016-11-12]. 
  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]. 
  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]. 
  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] （简体中文）. 
  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] （中文）. 
  18. ↑ 长五，这两年你经历了什么？. 中国航天报. 2019-12-27 [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. ↑ 天问一号 抵达发射场，中国首次火星探测任务将启动. 澎湃新闻. [2020-07-14]. 
  23. ↑ 天问一号发射纪实. 我们的太空. [2020-07-31]. 
  24. ↑ 胡喆、蒋芳. 权威快报丨天问一号进入火星轨道. 新华网. 2021-02-10 [2021-05-21]. 
  25. ↑ 我国首次火星探测任务天问一号探测器成功着陆火星 习近平代表党中央、国务院和中央军委致电祝贺 韩正在北京观看着陆情况. 新华网. 2020-05-15 [2021-05-21]. 
  26. ↑ 嫦娥五号探测器发射成功 开启我国首次地外天体采样返回之旅. [2020-12-12]. 
  27. ↑ 27.0 27.1 27.2 27.3 Falcon Heavy. SpaceX. November 16, 2012 [April 10, 2020]. 
  28. ↑ Sheetz, Michael. Elon Musk says the new SpaceX Falcon Heavy rocket crushes its competition on cost. CNBC. February 12, 2018 [May 24, 2018]. 
  29. ↑ 29.00 29.01 29.02 29.03 29.04 29.05 29.06 29.07 29.08 29.09 29.10 29.11 Capabilities & Services (2016). SpaceX. November 28, 2012 [May 3, 2016]. 
  30. ↑ 30.0 30.1 "Delta IV Heavy goes for about $350M. That's current and future, after the retirement of both Delta IV Medium and Delta II.". Twitter. [12 February 2018]. 
  31. ↑ United Launch Alliance. Delta IV Launch Services User's Guide (PDF). 2013-10-14: 2–10, 5–3. 
  32. ↑ 32.0 32.1 32.2 32.3 长征五号（CZ-5）. CNSA. 
  33. ↑ Mu, Xuequan. China's largest carrier rocket Long March-5 makes new flight. Xinhuanet. 
  34. ↑ 34.0 34.1 khrunichev.ru.. Khrunichev State Research and Production Space Center. 
  35. ↑ Angara-5 to replace Proton. 
  36. ↑ Ralph, Eric. Russia quietly shelves development of sole SpaceX Falcon 9-competitive rocket. 
  37. ↑ 37.0 37.1 Proton Launch System Mission Planner's Guide (PDF). International Launch Services. July 2009: Section 2. LV Performance. 
  38. ↑ United States Government Accountability Office. Surplus Missile Motors (PDF). August 2017. 
  39. ↑ 39.0 39.1 中国长城工业集团有限公司. 卫星发射服务-LM3B. 
  40. ↑ GSLV Mk III - ISRO. Department of Space, Indian Space Research Organisation. 
  41. ↑ Launch of Chandrayaan-II. Press Information Bureau Government of India. 
长征系列运载火箭
参见：中国运载火箭发射列表、YF系列火箭发动机、远征系列上面级、新长征系列运载火箭
长征一号系列
长征二号系列
风暴一号
长征三号系列
长征四号系列
长征五号系列
长征六号系列
长征七号系列
长征八号系列
长征九号系列
长征十号系列
长征十一号系列
注：现役型号   退役型号   未飞型号   取消型号
中国探月工程（嫦娥工程）
成功执行/运作中
一期
二期
三期
计划/筹备中
四期
运载火箭
发射场
人物
 中国航天发射载具
现役
国营
民营
研制中
国营
民营
退役
参见：中国运载火箭发射列表、YF系列火箭发动机、远征系列上面级、新长征系列运载火箭、Template:长征系列运载火箭


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