长征五号乙运载火箭

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长征五号乙运载火箭
2021年长征五号B发射天和核心舱场面
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53.66米
直径5米
质量838.3吨（包括载荷）
级数1.5级
业载量
至LEO有效载荷
质量25,000千克（55,000磅） [注 1]
相关火箭
本系列长征五号系列运载火箭
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3
成功次数3
首次发射2020年5月5日
著名载荷天和核心舱
问天实验舱
助推器
助推器数4枚
高度27.6米（91英尺）[1]
直径3.35米（11.0英尺）
总重156,600千克（345,200磅）
燃料重量142,800千克（314,800磅）
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
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）
燃料重量165,300千克（364,400磅）
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477秒
燃料液氧/液氢

长征五号乙运载火箭[2][3]，即长征五号B运载火箭（简称：长五乙或长五B，缩写：CZ-5B或LM-5B），是中国航天科技集团公司在长征五号运载火箭的基础上，按照通用化、系列化、组合化思想设计，基于移去芯二级和级间段并延长整流罩等改进设计发展而来的一款大型运载火箭，为长征五号系列火箭的改进型号之一。它是中国首个具有一级半构型设计的大型运载火箭，也是目前中国近地轨道运载能力最大的火箭。

长征五号B运载火箭专门为中国载人航天工程中国空间站研制[4]；为容纳空间站舱段，其整流罩长度达20.5米，直径5.2米。

设计

相比于长征五号，长征五号B运载火箭一级尾段壁板和防热板结构成型工艺中，航天一院703所用大直径大厚度碳纤维复合材料蜂窝夹层结构整体成型取代了原本采用的组合梁结合分瓣玻璃钢底板方案，减重约400千克[5]。助推器方面，航天八院通过将原头锥捆绑点下方的多层串联结构优化为并联共承力结构，并通过减少气瓶等，共减重约700千克[6]。

其所属的长征五号系列不但是中国最大最先进且环保的火箭之一，更是亚洲制造商首次推出此规格的运载火箭（此前亚洲的大型火箭为日本三菱重工集团的产品H-IIB型）[7]。尽管其LEO单位发射报价（$5000每千克）[8]近乎猎鹰9号（$2600每千克）[9]的两倍，仍有观点认为未来长五的经济性让中国公司在市场上也可以与世界一流业者如SpaceX等对手竞争全球订单[来源请求]。

历史

2020年5月5日长征五号B火箭首飞

长征五号B运载火箭于2012年开始按中国运载火箭研制流程和中国载人航天工程要求立项研制。作为载人航天工程“第二步”的组成部分，天宫三号曾计划于2015年使用长征五号B发射，后本次任务随天宫三号一同取消。

2018年11月，长征五号B通过初样转试样研制阶段评审，进入试样研制阶段。长征五号B遥一运载火箭于2019年4月完成第一个部段级产品，7月开始总装，11月总装完成[10]。2020年1月19日，遥一箭通过出厂评审。2020年5月5日18时0分，长征五号B搭载中国新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱，从文昌航天发射场点火升空，首飞取得成功[11]。长五B首飞成功后，该型号火箭被用于发射中国空间站的各个舱段：2021年4月底发射的天和核心舱、预计将于2022年夏季发射的梦天实验舱、问天实验舱、2023年发射的巡天空间望远镜。

发射记录

更详尽的列表见中国运载火箭发射列表
飞行次序 火箭序号 起飞时间（UTC+8） 发射工位 有效载荷 卫星入轨轨道 发射结果 备注
1 遥一 2020年5月5日
18时00分27.092秒 		文昌航天发射场一号工位 新一代载人飞船试验船
柔性充气式货物返回舱试验舱 		近地轨道[12][13] 成功[11] 其搭载的新一代载人飞船试验船在船箭分离后自主提升至大椭圆轨道。载人飞船挂载的柔性充气式货物返回舱试验舱在返回过程中出现异常。[14]载人飞船返回舱于5月8日13时49分在东风着陆场安全着陆。[15]
任务代号：921-CZ5B/Y1
2 遥二 2021年4月29日
11时23分15秒613毫秒 		文昌航天发射场一号工位 天和核心舱 近地轨道 成功 天和核心舱与火箭成功分离，进入预定轨道，之后太阳能帆板两翼顺利展开且工作正常，发射任务取得圆满成功[16][17]
3 遥三 2022年7月24日
14时22分32秒057毫秒 		文昌航天发射场一号工位 问天实验舱 近地轨道 成功 发射重量23.2吨，刷新中国航天发射载荷重量纪录[18]
4 遥四 2022年10月31日
15时37分23秒191毫秒 		文昌航天发射场一号工位 梦天实验舱 近地轨道 成功 [19]
成功率：100%

残骸处理

参见：再入大气层的空间残骸列表

由于长征五号B采用一级半构型，每次发射，芯一级都将和载荷一起入轨[20]。火箭工程师陈亮与陈曙光指，区别于高轨道火箭可以多次点火完成受控再入，长征5号B属于近地轨道火箭，星箭分离后会进入“钝化”流程，即卸载推进级内的电能、推进剂、高压气体以防爆炸产生额外的太空垃圾，但在此过程中会基本失去与地面的通讯能力，自主控制系统也会关闭，之后所有的动作都将是“既定”的，且火箭设计之初已经考虑到残骸再入大气层的问题，对残骸风险控制也做了详细规划。

长五火箭芯一级壳体采用铝合金材质制造，很容易在高速穿越大气层的过程中完全焚毁，仅有极少数的耐热部件有可能抵达地面（如发动机、低温燃料管线）[21]，但是长五B芯级20吨级的大质量的无控再入在航天史上非常少见[注 2]，加上高层大气的环境的诸多不确定性，导致再入点难以准确预报，每一次长五B完成发射后仍然会引发一些西方国家的媒体以及航天机构的担忧和批评。[22][23]长征五号B运载火箭的第一级残骸被认为是有史以来第四重的无控残骸。[24][25]

事实上，从该型号遥二火箭开始，中国载人航天办公室在芯级再入前数小时公布火箭末级的轨道数据，预计的再入时间，以及预计再入区域中心点的经纬度。[26]

国际反应

残骸坠落会引起国际媒体与航天机构的关注，并对其落点做追踪[27]。美国国家航空航天局（NASA）两位曾任局长吉姆·布里登斯廷[28]、比尔·纳尔逊均提出批评与危害，认为没有尽力降低风险，并指责没有公开透明[29]，建议应达到《阿尔忒弥斯协定》的标准[30]。欧洲空间局（ESA）负责人Nicolas Brobrinsky则呼吁长五B应该改进设计并引入规范[31]。俄罗斯航天集团总裁德米特里·罗戈津也在其官网公布预测坠落地图，但强调火箭残骸不会在俄罗斯联邦境内坠落[32]。欧美部分国家的的安全部队（如希腊[33]与美国）和地区（如意大利[34]）也对坠落境内做准备。

2022年7月，长征5号B残骸第3次不受控制地坠落引起国际媒体与航天机构的关注。欧洲航空安全局（EASA）推测坠落路线在南北纬41度区域内，并向欧洲南部的保加利亚、法国、希腊、意大利、马耳他、葡萄牙和西班牙的航空业发出警告，建议短暂关闭空域[35][36]。东南亚也在坠落区域内，而包括印尼航空轨道再入和碎片研究中心 (CORDS)[37]、马来西亚航天局（MYSA）[38]、泰国空间地理发展局 (GISTDA)[39]和美国太空司令部[40]在内表示无法在坠落前确定重新再入的确切位置。火箭残骸最终在跨越马来西亚砂拉越上空，并在菲律宾苏禄海坠落。中国官员在坠落后也尚未提供确切细节[41]。美国宇航局局长（NASA）比尔·纳尔逊批评中国政府未能分享火箭降落的细节是不负责任和冒险的：“所有航天国家都应该遵循既定的最佳作法，并尽自身能力提前分享这类信息，以便可靠地预测潜在的碎片撞击风险，特别是针对长征5号B这种重型运载工具，它这会带来重大的生命和财产损失风险。 比尔·纳尔逊也强调“提前分享信息对于负责任地使用太空和确保地球上人们的安全至关重要”[42]。

历次芯级再入记录

发射序号 发射日期（UTC+8） 再入日期（UTC+8） 在轨逗留时长 再入地点（经纬度，如有公布） 备注，参考资料
遥一 2020年5月5日
18时00分 		2020年5月12日
23时 		7天5小时，芯一级绕行地球达102圈。[43] 科特迪瓦 马洪努村[44] 有报导猜测火箭的金属物件至少损毁了两栋建筑物[45]，其中发现一个长达12米的液氧管道[46][47]。
遥二 2021年4月29日
11时23分 		2021年5月9日
10时24分 		8天23小时 东经72.47°，北纬2.65°
印度洋 马尔代夫以北海域[48][49] 		印度洋上空烧毁[50]，由于再入点在阿拉伯半岛，引起当地民众观测[51]。
遥三 2022年7月24日
14时22分 		2022年7月31日
0时55分 		6天11小时 东经119.0°，北纬9.1°
苏禄海[52][53] 		印尼西加里曼丹省桑高发现3块残骸[54]，马来西亚砂拉越石山也有2块残骸[55]。菲律宾在民都洛海域也发现残骸碎片[56]
遥四 2022年10月31日
15时37分 		2022年11月4日
18时8分 		4天3小时 西经101.9°，北纬9.9°
墨西哥西南方向太平洋海域[57][58] 		[59]

型号对比

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[60] 26.7[60] 1420[60] 15000[61] 4.49 1.88 235 2018 100% 3
 美国 猎鹰重型运载火箭（回收） 大于28[62] 8-16[注 3][62] 1420[60] 9000[62] 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[63] 14.22[64] 733.4 35000[63] 3.93 1.94 1216 2004 92.31% 13
 中国 长征五号运载火箭 N/A[65] 14.5[66] 854.5[65] 10000 N/A 1.67 313 2016 80% 5
 中国 长征五号B运载火箭 25[65] N/A 837.5[65] ？ 2.98 N/A ？ 2020 100% 2
 俄罗斯 安加拉A5运载火箭 24.5[67] 5.4/7.5[67] 790 10000[68][69] 3.10 0.68/0.95 408 2014 100% 3
 俄罗斯 质子M型运载火箭 23[70] 6.92[70] 705 6500[71] 3.26 0.98 283 2001 90.09% 111
 美国 猎鹰9号 v1.2（不回收） 22.8[62] 8.3[62] 549[62] 6200[62] 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[62] 5.5[62] 549[62] 5000[62] 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[72] 5.5[72] 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[73] 4 640 5100[74] 1.56 0.62 640 2017 100% 3

[62]

注释

  1. ↑ 200km×400km,倾角19.5°
  2. ↑ 历史上只有5次废弃航天器的无控再入的物体质量高于或接近该型号的芯级， 分别是天空实验室（69吨），礼炮7号（40吨），礼炮6号（35吨），土星2C（用于将天空实验室送入轨道）（36.2吨），Kosmos 557/DOS-3（19.4吨）
  3. ↑ 视回收助推器数量可变

参考文献

  1. ↑ 来自长征五号B助推器的自述. 上海航天局. 2020-05-05 [2020-05-06]. 
  2. ↑ 石豪：长征五号发射成功有多重要？用“一发定全局”毫不为过. www.guancha.cn. [2023-07-24] （zh-cmn-Hans）. 
  3. ↑ 新华全媒+｜长征六号改成功首飞，长征火箭家族还有哪些“新成员”？-新华网. www.news.cn. [2023-07-24]. 
  4. ↑ “胖五”家族迎新 送新一代载人飞船试验船升空——长征五号B运载火箭首飞三大看点. 新华社. 2020-05-05 [2020-05-06]. 
  5. ↑ 独家解析“巨箭”长五B. 中国航天报. 2020-05-05 [2020-05-05] （中文）. 
  6. ↑ “胖五”助推“减肥”记. 上海航天局. 2020-05-05 [2020-05-06] （中文）. 
  7. ↑ 亚洲火箭首次发射超过20吨的航天器！揭秘“长五B”的黑科技. 凤凰网. 科技日报. [2020-05-07]. 
  8. ↑ 中新社. 中国航天科技集团连打商业航天“四张牌”. 2017-11-02 [2022-07-24] （简体中文（中国大陆））. 
  9. ↑ Dinkin, Sam. How low can launch costs go?. The Space Review. 2019-06-24 [2022-07-25]. 
  10. ↑ 公司生产总装的长征五号B首秀成功. 首都航天机械有限公司. 2020-05-05 [2020-05-06] （中文）. 
  11. ↑ 11.0 11.1 长征五号B运载火箭首飞成功 我国载人航天工程“第三步”任务开启. 新华社. 2020-05-05 [2020-05-05] （中文）. 
  12. ↑ [24小时]新一代载人飞船试验船 在轨运行良好 已完成六次变轨. tv.cctv.com. [2020-05-09]. 
  13. ↑ 新一代载人飞船试验船在轨运行良好 已完成六次变轨 _中国经济网——国家经济门户. www.ce.cn. [2020-05-09]. 
  14. ↑ 柔性充气式货物返回舱试验舱返回出现异常. 新华网. 2020-05-07 [2020-05-07] （中文）. 
  15. ↑ 我国新一代载人飞船试验船返回舱成功着陆 试验取得圆满成功. 新华网. 2020-05-08 [2020-05-08] （简体中文（中国大陆））. 
  16. ↑ 太阳能帆板展开！我国空间站核心舱发射任务圆满成功. [2021-05-08]. 
  17. ↑ 搭载着中国空间站天和核心舱的长征五号B遥二运载火箭点火升空. 新华社. [2021-04-29]. 
  18. ↑ 中国运载火箭技术研究院. 长征五号B火箭打赢空间站建造关键之战！问天实验舱成功“问天”！. 微信公众号. 2022-07-24 [2022-07-27]. 
  19. ↑ 空间站梦天实验舱发射任务取得圆满成功. 新华网. [2022-10-31]. 
  20. ↑ 章文. 征战星辰，一发定全局——中国空间站建造拉开序幕. 光明日报. 2020-05-06 [2021-05-10]. 从构型上看，长征五号B运载火箭采用一级半构型，由芯一级+助推器+舱罩组合体组成……火箭一级直接入轨 
  21. ↑ 新华社. “中国火箭残骸威胁论”灰溜溜收场，专家点出关于火箭残骸的几个普遍事实. 新华社. [2021-05-10]. 
  22. ↑ what happens if the fall of Long March 5B hits Earth?. France24. 2021-05-09 [2021-05-10]. 
  23. ↑ High alert! China rocket hurtling to Earth at 18,000mph to crash land ANY MINUTE. Daily Express (London). 2021-05-09 [2021-05-10]. 
  24. ↑ 中国载人航天办公室. 长征五号B遥二运载火箭末级残骸已再入大气层. 中国载人航天办公室. [2021-05-09]. 
  25. ↑ China Rocket: 4th Largest-Ever Space Debris Accident Strikes Close To Maldives. Forbes. 2021-05-09 [2021-05-10]. 
  26. ↑ 中国载人航天办公室. 长征五号B遥二运载火箭末级残骸再入大气层情况公告. 中国载人航天办公室. [2021-05-]. 
  27. ↑ US, Europe on Alert with Latest Out-Of-Control Chinese Rocket Forecast Impact. Weatherboy. 2021-05-08 [2021-05-10] （美国英语）. 
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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
中华人民共和国中国载人航天工程
飞行任务
第一步
（载人飞船阶段）
无人测试
载人飞行
第二步
（空间实验室阶段）
舱外活动技术验证
交会对接技术验证
及短期在轨驻留
中期在轨驻留
及推进剂在轨补加
技术验证
第三步
（空间站阶段）
载人发射
无人发射
舱外活动
一期
工程
关键技术
验证阶段
建造阶段
应用
与
发展阶段
载人月球探测
登月阶段
测试验证
载人登月
规划中（计划2030年前）
测试验证
运载火箭
和
航天器
运载火箭
载人飞船
货运飞船
空间站工程
航天服
地面设施
发射场
着陆场
指挥测控通信
航天员训练
人物
总指挥
丁衡高 → 曹刚川 → 李继耐 → 常万全 → 张又侠 → 李尚福 → 许学强
总设计师
王永志 → 周建平
航天员
系统组成
中国载人航天工程系统组成
  • 长征五号B运载火箭系统
  • 海南发射场系统
  • 长征十号运载火箭系统
相关计划
 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
轨道发射系统
现役
 美国
国营
民营
苏联/俄罗斯 苏/俄
 中国
国营
民营
 印度
欧洲空间局
 日本
 以色列
 朝鲜
 韩国
 伊朗
 新西兰
开发中
 美国
 俄罗斯
 中国
欧洲空间局
 日本
 印度
 罗马尼亚
 乌克兰
退役
 美国
苏联/俄罗斯 苏/俄
 中国
 日本
欧洲空间局
 印度
 英国
 法国
 朝鲜
 韩国
 巴西
 德国
 伊朗
已取消
 美国
苏联/俄罗斯 苏/俄
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