長(zhǎng)征五號(hào)首飛時(shí)間-長(zhǎng)征五號(hào)發(fā)射視頻
從國(guó)防科工局、國(guó)家航天局獲悉，11月3日20時(shí)43分，中國(guó)最大推力新一代運(yùn)載火箭長(zhǎng)征五號(hào)，在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火升空，約30分鐘后，載荷組合體與火箭成功分離，進(jìn)入預(yù)定軌道，長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭首次發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。
長(zhǎng)征五號(hào)首飛時(shí)間
11月3日20時(shí)43分，我國(guó)最大推力新一代運(yùn)載火箭長(zhǎng)征五號(hào)從中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射成功。
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長(zhǎng)征五號(hào)首飛：中國(guó)航天史將從此刻劃分成兩段
我國(guó)新一代運(yùn)載火箭系列中的大型火箭長(zhǎng)征五號(hào)使用無毒無污染的新一代高能推進(jìn)劑組合，采用了大量高新技術(shù)，運(yùn)載能力比老一代運(yùn)載火箭提高了兩倍多。長(zhǎng)征五號(hào)是我國(guó)運(yùn)載火箭更新?lián)Q代的里程碑，顯著提高了我國(guó)進(jìn)入空間的能力，是我國(guó)從航天大國(guó)邁向航天強(qiáng)國(guó)的標(biāo)志。
大火箭的研制歷程
冷戰(zhàn)結(jié)束前后，歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家競(jìng)相研制新一代運(yùn)載火箭，如美國(guó)的宇宙神4和德爾塔4，歐洲的阿里安5和日本的H-II系列火箭。即使是歐美的老一輩運(yùn)載火箭也和彈道導(dǎo)彈項(xiàng)目有著千絲萬縷的聯(lián)系，而新一代運(yùn)載火箭立足軍民用航天發(fā)射，不僅運(yùn)載能力有了很大的提高，還應(yīng)用了更先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)計(jì)，具有更高的可靠性、安全性和環(huán)保性能。
20世紀(jì)80年代，我國(guó)第一代運(yùn)載火箭逐漸完成發(fā)展的同時(shí)，中國(guó)航天也在醞釀新一代運(yùn)載火箭的論證和研制，863計(jì)劃中就專門提到要研制新一代運(yùn)載火箭。從1986年開始，中國(guó)航天進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的論證，進(jìn)行了關(guān)鍵技術(shù)的預(yù)先研究，完成了新一代火箭的總體方案的初步論證。早期完成關(guān)鍵技術(shù)突破后，2000年和2001年120噸級(jí)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)和50噸級(jí)液氧液氫發(fā)動(dòng)機(jī)正式立項(xiàng)，進(jìn)入工程研制階段，并陸續(xù)開始熱試車點(diǎn)火。各項(xiàng)分系統(tǒng)的研制步入正軌后，2006年新一代運(yùn)載火箭中的頂梁柱，也就是被我們稱為大火箭的長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭正式立項(xiàng)，此時(shí)距離新一代運(yùn)載火箭開始論證已經(jīng)過去了20年。
長(zhǎng)征五號(hào)火箭研制過程中，先后完成了120噸級(jí)YF-100液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)和50噸級(jí)YF-77液氧液氫發(fā)動(dòng)機(jī)的定型，以及5米大直徑液氧和液氫儲(chǔ)箱的試驗(yàn)，又分別通過了5米液氧液氫芯級(jí)和第二級(jí)的動(dòng)力系統(tǒng)全程熱試車試驗(yàn)。大火箭還進(jìn)行了助推器分離試驗(yàn)和整流罩分離試驗(yàn)，并在新建的亞洲最大的振動(dòng)塔上完成了大火箭的全箭振動(dòng)特性試驗(yàn)，循序漸進(jìn)的為火箭的首飛鋪平了道路。長(zhǎng)征五號(hào)火箭助推器使用的YF-100型120噸級(jí)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)也是新一代火箭的長(zhǎng)征六號(hào)和長(zhǎng)征七號(hào)的主發(fā)動(dòng)機(jī)，2015年9月20日和2016年6月25日，長(zhǎng)征六號(hào)火箭和長(zhǎng)征七號(hào)火箭先后首飛成功，YF-100液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)通過實(shí)際飛行試驗(yàn)的考驗(yàn)，也為長(zhǎng)征五號(hào)火箭的首飛成功奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2015年9月20日，長(zhǎng)征五號(hào)火箭在天津港上船，遠(yuǎn)望21和22號(hào)將其運(yùn)送到文昌衛(wèi)星發(fā)射場(chǎng)。2015年底到2016年初，長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭在文昌發(fā)射場(chǎng)進(jìn)行了首飛前最后的實(shí)戰(zhàn)演練-發(fā)射場(chǎng)合練工作。長(zhǎng)征五號(hào)火箭的合練進(jìn)行了我國(guó)規(guī)模最大的低溫推進(jìn)劑的加注、停放和泄出演練，完整考察了長(zhǎng)征五號(hào)火箭從測(cè)試到發(fā)射的全部流程，測(cè)試了火箭和發(fā)射場(chǎng)以及地面系統(tǒng)接口的匹配性。毫不夸張地說，長(zhǎng)征五號(hào)火箭年底的首飛試驗(yàn)和年初的發(fā)射場(chǎng)合練的區(qū)別，只在于最后是否按下了點(diǎn)火發(fā)射按鈕。歷時(shí)3個(gè)月的發(fā)射場(chǎng)合練工作的順利完成，為長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭的首飛做好了最后的準(zhǔn)備。
大火箭的總體設(shè)計(jì)
長(zhǎng)征五號(hào)火箭進(jìn)行了一系列技術(shù)創(chuàng)新，總體設(shè)計(jì)方案的可靠性和安全性都有了大幅提高。通過一系列關(guān)鍵技術(shù)的突破，我國(guó)運(yùn)載火箭的研制經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平完成了一次飛躍，火箭總體水平達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。
長(zhǎng)征五號(hào)火箭緊隨國(guó)際主流運(yùn)載火箭的發(fā)展趨勢(shì)，按照“通用化、系列化、組合化”的設(shè)計(jì)思想，提出了“一個(gè)系列、兩種發(fā)動(dòng)機(jī)和三個(gè)模塊”的總體設(shè)計(jì)思路。一個(gè)系列指新一代運(yùn)載火箭，兩種發(fā)動(dòng)機(jī)指50噸級(jí)液氧液氫發(fā)動(dòng)機(jī)和120噸級(jí)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，三個(gè)模塊指使用液氧液氫推進(jìn)劑的5米直徑模塊，以及使用液氧煤油推進(jìn)劑的3.35米和2.25米模塊。21世紀(jì)初的規(guī)劃中，我國(guó)新一代運(yùn)載火箭都是這三種模塊的搭配組合的產(chǎn)物，其中長(zhǎng)征五號(hào)火箭以5米模塊為芯級(jí)，3.35米和2.25米直徑模塊為助推器，組合出6種不同的構(gòu)型，近地軌道運(yùn)載能力為10到25噸，地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力為6到14噸。長(zhǎng)征五號(hào)火箭是我國(guó)運(yùn)載火箭史上同時(shí)開展6種構(gòu)型的總體設(shè)計(jì)，也是同時(shí)優(yōu)化這么多的構(gòu)型的首次嘗試，將為我國(guó)運(yùn)載火箭的未來發(fā)展積累了豐富研制經(jīng)驗(yàn)，奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
根據(jù)目前的報(bào)道，最近幾年準(zhǔn)備升空的長(zhǎng)征五號(hào)系列火箭包括11月初首飛的長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭和明年首飛的長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭，前者是典型的二級(jí)半設(shè)計(jì)方案，后者是一級(jí)半設(shè)計(jì)方案。具體地說，長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭5米直徑芯級(jí)使用2臺(tái)50噸級(jí)YF-77液氧液氫發(fā)動(dòng)機(jī)，芯級(jí)外部捆綁4個(gè)3.35米直徑助推器，4個(gè)助推器各安裝了2臺(tái)120噸級(jí)的YF-100高壓補(bǔ)燃液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，長(zhǎng)征五號(hào)火箭的助推器和芯級(jí)都在地面點(diǎn)火，火箭起飛總推力約為1078噸�；鸺破鞴ぷ鲿r(shí)間約180秒，而芯級(jí)工作時(shí)間約為460秒，所以助推器被視為“半級(jí)”，這也是火箭構(gòu)型二級(jí)半和一級(jí)半的由來。長(zhǎng)征五號(hào)火箭第二級(jí)是5米直徑液氫箱加3.35米直徑的液氧箱的設(shè)計(jì)，液氧箱懸掛在液氫箱之下，這樣的設(shè)計(jì)雖然比共底儲(chǔ)箱性能差，但要比使用兩個(gè)5米直徑儲(chǔ)箱，導(dǎo)致液氧儲(chǔ)箱外形成為一個(gè)大餅質(zhì)量也偏重更合理。第二級(jí)使用兩臺(tái)YF-75D膨脹循環(huán)液氧液氫發(fā)動(dòng)機(jī)，真空中的總推力約為18噸，工作時(shí)間約為700秒，具備二次啟動(dòng)能力。YF-75D發(fā)動(dòng)機(jī)比沖約為442秒，比現(xiàn)役長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭的YF-75發(fā)動(dòng)機(jī)略有提高。至于長(zhǎng)征五號(hào)B火箭，作為一種一級(jí)半運(yùn)載火箭，顧名思義它沒有使用YF-75D發(fā)動(dòng)機(jī)的第二級(jí)。
對(duì)比我國(guó)現(xiàn)役的老一代長(zhǎng)征二號(hào)和長(zhǎng)征三號(hào)運(yùn)載火箭，長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭對(duì)應(yīng)型號(hào)的級(jí)數(shù)減少了一級(jí)，尤其是長(zhǎng)征五號(hào)B火箭一級(jí)半構(gòu)型，所有發(fā)動(dòng)機(jī)都在地面點(diǎn)火，沒有高空/真空型發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火的問題，也減少了分離次數(shù)，火箭設(shè)計(jì)的固有可靠性有了一定的提高。長(zhǎng)征五號(hào)火箭設(shè)計(jì)中還大量使用冗余和預(yù)度等手段，進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)可靠性，同時(shí)火箭的控制系統(tǒng)采用了基于1553B總線的`控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)級(jí)冗余，這也是我國(guó)有史以來第一個(gè)全面采用系統(tǒng)級(jí)冗余技術(shù)的運(yùn)載火箭。經(jīng)過這樣精心的設(shè)計(jì)，長(zhǎng)征五號(hào)火箭的設(shè)計(jì)可靠性達(dá)到了0.98，比載人的長(zhǎng)征二號(hào)F火箭的0.97還要略高一籌，為未來執(zhí)行各種高價(jià)值衛(wèi)星和探測(cè)器的發(fā)射，以及用長(zhǎng)征五號(hào)B火箭發(fā)射新一代多用途載人飛船奠定了基礎(chǔ)。
大火箭的性能和應(yīng)用
長(zhǎng)征五號(hào)火箭被稱為大火箭，為什么要這么說呢?長(zhǎng)征五號(hào)火箭的大，首先體現(xiàn)在體積重量大，長(zhǎng)征五號(hào)火箭芯級(jí)直徑5米，助推器直徑3.35米，都比現(xiàn)役長(zhǎng)征二號(hào)F火箭多出大約一半。長(zhǎng)征火箭火箭高度為56.97米，僅次于使用了逃逸塔的長(zhǎng)征二號(hào)F火箭。長(zhǎng)征五號(hào)火箭的起飛質(zhì)量879噸，比長(zhǎng)征二號(hào)F火箭的498噸高出76%還多。從外形上，肥碩的長(zhǎng)征五號(hào)就要比瘦削的長(zhǎng)征二號(hào)F和長(zhǎng)征三號(hào)B火箭大得多，長(zhǎng)征五號(hào)也由此收獲了航天愛好者的愛稱“胖五”。
長(zhǎng)征五號(hào)火箭作為我國(guó)十年磨一劍的產(chǎn)物，絕非徒有其表，它使用了高效的推進(jìn)劑組合和高性能的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，讓長(zhǎng)征五號(hào)火箭的運(yùn)載能力大有提高，大火箭的大字，還體現(xiàn)在運(yùn)載能力大。長(zhǎng)征五號(hào)火箭的地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)力為約14噸，長(zhǎng)征五號(hào)B火箭的近地軌道運(yùn)載能力約為25噸，是當(dāng)之無愧的大型運(yùn)載火箭，這兩個(gè)指標(biāo)不僅比我國(guó)上一代運(yùn)載火箭的紀(jì)錄保持者長(zhǎng)征三號(hào)B和長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭都提高了兩倍多，對(duì)比國(guó)際大型運(yùn)載火箭也是相當(dāng)出色的。長(zhǎng)征五號(hào)系列火箭的運(yùn)載能力高于俄羅斯質(zhì)子號(hào)火箭和安加拉火箭，也優(yōu)于歐空局的阿里安5系列火箭，對(duì)比美國(guó)的宇宙神5火箭和日本的H-IIB火箭更是有過之無不及。11月初長(zhǎng)征五號(hào)火箭發(fā)射成功后，它的運(yùn)載能力將僅次于美國(guó)現(xiàn)役的重型德爾塔4火箭。實(shí)際使用中長(zhǎng)征五號(hào)火箭還將根據(jù)實(shí)際需要搭載遠(yuǎn)征二號(hào)上面級(jí)，具有更靈活的發(fā)射能力，11月初首飛的長(zhǎng)征五號(hào)就將使用遠(yuǎn)征二號(hào)上面級(jí)，將實(shí)踐十七號(hào)衛(wèi)星直接送入靜止軌道。
根據(jù)2013年公開論文的數(shù)據(jù)，長(zhǎng)征五號(hào)B火箭200公里-400公里近地軌道運(yùn)力為23噸，可以用于發(fā)射未來天宮號(hào)空間站的大型艙段，以及其他需要部署在近地軌道的大型衛(wèi)星和飛船。長(zhǎng)征五號(hào)火箭外加遠(yuǎn)征二號(hào)上面級(jí)，可以將約5.1噸的載荷直接送入地球靜止軌道，也可將至少4.5噸的載荷送入傾角55度高度26000公里的圓軌道。長(zhǎng)征五號(hào)火箭不僅可以發(fā)射9噸級(jí)的東方紅五號(hào)大型通信衛(wèi)星，還可以將衛(wèi)星直接送入靜止軌道，目前只有美國(guó)重型德爾塔火箭擁有這樣的運(yùn)載能力，它還可以用于一箭四星發(fā)射北斗導(dǎo)航定位衛(wèi)星，加速北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的部署速度。長(zhǎng)征五號(hào)火箭的奔月軌道運(yùn)載能力可達(dá)8.2噸以上，明年它將用于發(fā)射我國(guó)第一顆執(zhí)行月球取樣返回任務(wù)的嫦娥五號(hào)，大火箭運(yùn)載能力的提高，還將用于發(fā)射未來2020年的火星探測(cè)器。根據(jù)火箭總設(shè)計(jì)師李東的文章，長(zhǎng)征五號(hào)系列運(yùn)載火箭的近地軌道和地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力還具有進(jìn)一步提升的潛力，有需要的話可以改進(jìn)火箭，適應(yīng)運(yùn)載能力更高的工程需求。
綜述
運(yùn)載火箭的運(yùn)力有多大，航天的舞臺(tái)就有多大。長(zhǎng)征五號(hào)系列火箭大幅提高了我國(guó)進(jìn)入空間的能力，為我國(guó)航天事業(yè)帶來了更廣闊的發(fā)展舞臺(tái)。長(zhǎng)征五號(hào)火箭作為中國(guó)由航天大國(guó)向航天強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的標(biāo)志，首飛成功將是中國(guó)航天發(fā)展的重要里程碑。
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