问题

长征五号遥三火箭发射成功,对中国航天的意义有多大?

回答
长征五号遥三火箭的成功发射,是中国航天事业发展历程中的一座重要里程碑,它的意义远不止一次成功的发射,而是为中国未来更加宏伟的航天事业奠定了坚实的基础,展现了中国在航天领域日新月异的实力。

一、 突破“重型火箭”瓶颈,奠定大推力运载能力基石:

长征五号系列火箭最大的亮点在于其“重型”定位。在此之前,中国的运载火箭主要集中在中小型,对于载荷能力要求极高的任务,比如将大型空间站模块、深空探测器、甚至未来载人登月飞船送入轨道,都显得力不从心。长征五号的出现,彻底打破了这一瓶颈。

动力核心的飞跃: 长征五号的核心是其自主研发的YF77氢氧发动机和YF75D氢氧上面级发动机。YF77发动机是中国第一款采用氢氧作为推进剂的大推力发动机,其推力之强、技术之复杂,都达到了世界先进水平。氢氧推进剂燃烧产物是水,更加环保,也意味着更高的能量转化效率。YF75D则为上面级提供了更精准的轨道调整能力。
“胖五”的威名: 长征五号之所以被称为“胖五”,是因为其直径达到了5米,远超以往的长征系列火箭。更大的直径意味着更大的燃料箱,更大的燃料量,从而带来更大的推力。这种“粗壮”的设计,正是实现大推力的必然选择。
运载能力的质变: 长征五号能够将超过25吨的载荷送入近地轨道,将超过14吨的载荷送入地球同步转移轨道,这相比以往的火箭有了质的飞跃。这意味着中国可以独立完成一系列过去无法企及的重大航天任务。

二、 支撑“九天揽月,五洋捉鳖”的中国航天梦:

长征五号的成功,直接为中国航天近年来一系列重大的、具有里程碑意义的任务提供了强大的运载保障。

探月工程的“天梯”: 嫦娥五号探测器,那个肩负着中国首次月球采样返回重任的“巨无霸”,正是由长征五号遥三火箭成功送入太空的。这次任务的成功,标志着中国探月工程“绕、落、回”三步走战略的圆满收官,也让中国成为继美国和苏联之后,第三个成功实现月球采样返回的国家。
火星探测的“开路先锋”: 天问一号火星探测器,是中国自主行星探测的第一步,其复杂程度和技术难度都空前绝后。长征五号的强大运载能力,是确保天问一号能够顺利飞向火星,并最终成功着陆火星的关键。
空间站建设的“基石”: 中国空间站“天宫”,其核心舱、实验舱等大型舱段的发射,都需要强大的重型火箭作为支撑。长征五号系列火箭无疑将是未来空间站建造和运营的主力军。
未来深空探测的“主力”: 从月球南极的勘测,到更遥远的行星探测,乃至未来的载人登月和火星殖民,都离不开强大的运载能力。长征五号系列火箭的成熟,为中国实施这些更具挑战性的深空探测任务提供了可靠的保障。

三、 展现中国航天整体实力和自主创新能力:

长征五号的成功,不仅仅是火箭本身的技术突破,更是中国航天系统工程能力的全面体现。

核心技术自主掌握: 从发动机的研制、火箭的总体设计,到电子系统、控制系统等关键部件,长征五号的绝大部分核心技术都实现了自主可控。这标志着中国在航天领域摆脱了对外部技术的依赖,真正掌握了自主创新的主动权。
系统工程的集成能力: 研发一款大型重型火箭,是一个极其复杂的系统工程。它需要将成千上万个零部件、 subsystems 完美地集成在一起,并确保其在极端环境下可靠运行。长征五号的成功,充分证明了中国航天在系统集成、质量控制、风险管理等方面的卓越能力。
人才队伍的培养: 一项项尖端技术的突破,背后是无数科研人员夜以继日的辛勤付出。长征五号的研发过程,也培养了一大批高素质的航天人才,他们是中国航天事业可持续发展的宝贵财富。

四、 提升中国国际影响力,为全球航天贡献中国智慧:

长征五号的成功,极大地提升了中国在国际航天领域的地位和影响力。

自主发射能力增强: 拥有了强大的重型火箭,中国可以更自由地选择发射时机和发射窗口,不再受制于人。这对于保障国家安全和战略发展具有重要意义。
国际合作的“硬实力”: 凭借长征五号的强大运载能力,中国在承接国际商业发射服务方面也具备了更强的竞争力,为全球客户提供更多可靠的选择。
参与全球航天治理的“话语权”: 随着中国航天实力的不断增强,中国在国际空间站的建设、月球和火星的资源开发等重大国际航天合作项目中,将扮演越来越重要的角色,贡献中国智慧和中国方案。

五、 激发民族自豪感,凝聚国家力量:

每一次成功的航天发射,都是一次全民的盛事,尤其像长征五号这样的“国之重器”的发射成功,更是极大地激发了中华民族的自豪感和自信心。它向世界展示了中国人民勤劳、智慧、勇于创新的精神风貌,也凝聚了国家发展的强大合力。

总而言之,长征五号遥三火箭的成功发射,并非一蹴而就的偶然,而是中国航天人几十年如一日,坚持自主创新、攻坚克难的必然结果。它标志着中国航天已经迈入了“重型火箭时代”,为中国实现“航天强国”的宏伟目标,以及参与更广泛、更深远的全球航天事业,奠定了坚实的基础,开启了新的篇章。

网友意见

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祝贺长征五号成功发射!!!

这次的发射成功也意味着为明年的三个重要太空工程的打下了基础。

一个是嫦娥五号 中国第一次的返回式登月任务,预计会带回数十千克的月壤,之后一克月壤还要分两半的惨相不会继续发生了。

二是空间站任务,主要由长征五号乙完成搭载。乙型是比起长征五号减少了上面级,用于近地轨道任务,一次最大为25吨的载荷。

还要就是萤火二号的火星探测任务了,2020年有一个火星窗口期,之前俄罗斯和长征五y2的失败已经让我们失去两个火星窗口期了。这次成功保证了明年窗口期的发射。毕竟窗口期相隔26个月,对目前的中国来说时间太久了(毕竟连印度都发射了火星探测器)

顺便提一下直播的问题。这次由于只有八吨的载荷,所以直接把卫星打到了超同步转移轨道上,可以延长卫星的使用。具体数据近地192km,远地68017千米。在二级二次启动应该是在接近远地的高度,在加上二级二次启动是大约是在南美-大西洋上空,距离各个站点实在是太远了,数据传输速率慢或者是没视频信号,所以没有直播画面(个人猜测)

不过直播一点信息都不给实在欠打。

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长征五号强势复出!空间站、火星探测、探月取样…它们都在等它

12月27日20时45分,长征五号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,2000多秒后将实践二十号卫星送入预定轨道,发射飞行试验取得圆满成功。

长征五号遥三火箭发射(图片来源:我们的太空 史悦 吕炳宏)


2019年是中国航天的“超级大年”,实现了一系列举世瞩目的成就:嫦娥四号和玉兔二号实现人类探测器首次着陆月球背面;玉兔二号成为人类史上工作时间最长月球车;长征十一号火箭实现中国首次海上平台发射;北斗卫星导航系统完成最核心的中圆轨道和同步倾斜轨道卫星部署;两枚快舟1A火箭实现同一发射场间隔6小时快速发射;三款商业火箭(捷龙,双曲线一号,零壹OS-1)首飞;年度火箭发射34次(美国27次),继2018年后再次成为世界第一,等等。

在这些辉煌之外,还有一个“全村人的希望”,那就是大家期待已久的长征五号的成功复飞。


一、为什么需要长征五号火箭

长征系列火箭是我国航天技术发展的绝对主力支撑,承担了我国96.4%的发射任务,发射航天器总质量占中国发射总质量的99.2%[1],重要性不言而喻。

长征火箭家族部分主要成员 (图片来源:GW_Simulations)


在2015年之前,长征系列火箭的主力是长征二号(2C/2D/2F)、长征三号(3A/3B/3C)和长征四号(4B/4C)的多个型号。可是随着中国航天的快速发展,这些火箭开始逐渐“力不从心”,其中最重要的问题就是运力不足

例如,在长征五号之前,我们近地轨道的最大运力是长征二号F载人航天专用火箭的8.6吨,高轨的地球同步转移轨道的最大运力是长征三号B/E的5.5吨[2],更远的地月转移轨道的最大运力也是长征三号B/E运送嫦娥三/四号任务时的3.8吨级别[3]。

这意味着,更重、更大、更复杂的航天发射任务根本没法由这些火箭完成。例如,我国规划中的天宫空间站几个核心舱段每个重量将在20吨级,这远远超过了长征二号F火箭的运力;我国全新超大型卫星平台东方红五号总重量最多可以达到9吨级[5],且它需要被送到距离地面36000千米的轨道,这大幅超过了长征三号B/E火箭的能力;我国嫦娥工程下一步采样返回任务嫦娥五号重量也将远超嫦娥三/四号,更何况还有规划中的火星探测等深空探测任务。

中国有句很经典的俗语:“没有金刚钻,别揽瓷器活”。中国这些“重量级”航天任务,都亟需一枚通用化、系列化、组合化的大型运载火箭。这,就是长征五号的使命和定位。

长征五号转场中 (图片来源:航天科技集团)


长征五号的近地轨道运力达到25吨,同步转移轨道运力达到14吨,地月转移轨道达到8吨级,能执行多种航天发射任务,能力远远超过此前的长征火箭。


二、造出长征五号火箭,有多难?

长征五号这种级别的火箭研制在世界范围内都是个极大的挑战,对中国而言,亦是如此。但作为中国航天史上具有划时代意义重要性的火箭,中国航天人必须迎难而上,为此,需要实现一系列高难度重大创新。


1.新火箭推进剂

传统的长征家族火箭,包括长征二、三、四号火箭都使用四氧化二氮/偏二甲肼推进剂组合,它们毒性大、发射准备周期长、价格昂贵、比冲偏低。比冲是衡量单位质量推进剂产生冲量的指标,一般来说,这个数据越大意味着火箭推进能力越强。相比较而言,液氧煤油、液氧液氢推进剂更优,也是世界主流大型火箭的选择。

因而,长征五号一大变化是它的核心推进剂是由液氧煤油(助推器)和液氧液氢(核心芯一级、二级)组合使用。由于液氧液氢的稳定储存温度极低,分别为零下183和零下253摄氏度,长征五号也因而得名为“冰箭”


2.新火箭发动机

更新了推进剂,就意味着发动机也要更新。而一枚火箭发动机要同时做到推力大、爆发力强、材料耐热也耐冷(从极低温到数千摄氏度的燃烧温度)、结构强、控制精细、稳定性强、质量轻等多个优点,谈何容易?

这也是发动机被叫做“火箭心脏”的原因,它的研发难度直接导致全世界能做出大型火箭的国家屈指可数。

展览中的YF-100K发动机 (开源图片)


而为了长征五号,需要同时研发出YF-77(液氧液氢推进剂,用于核心级)、YF-100(液氧煤油推进剂,用于助推器)和YF-75D(液氧液氢推进剂,用于二级)三型发动机,难度可想而知。


3.新火箭上面级

长征五号定位为一种多用途系列火箭,在执行高轨和深空探测任务时,还需要携带第三级、或者又可以叫做上面级,它类似太空摆渡车的效果。为长征五号配套的上面级是远征二号。

在航天领域,一箭N星“撒土豆”并不稀奇,因为重量仅几十克的皮卫星也叫卫星,但如果一次性发射多个大质量卫星进入不同轨道则非常复杂,对上面级的要求极高。例如,北斗建设过程中,就数次依靠远征一号实现一箭双星任务,节省发射次数。而远征二号实现了中国航天上面级的新一个重大突破,首次的双发动机设计也让它拥有了极强的机动变轨能力,比远征一号更强,能够助力航天器进入更远、更高、更复杂的轨道。


4.新壳体、新结构、新模块化组合

航天领域有个著名但又不失真的“笑话”——“马屁股决定了运载火箭的运力”,大意是:当初的铁轨设计参照了马屁股并排时的宽度,铁轨宽度决定了车厢设计宽度,车厢设计宽度决定了隧道设计宽度,隧道设计宽度决定了最大允许通过火箭箭体直径,火箭尺寸自然决定了最后的火箭运力。

最终的结果是,此前主力长征火箭的最大壳体直径一般为3.35米,再宽就无法运到三大发射中心(酒泉、太原和西昌)。

大国工匠:高凤林,图源:CCTV


为了实现运力提升的需求,长征五号要求做到5米直径的箭体,第一级外还捆绑了4个3.35米的助推器,总质量飙升到了869吨级别,远超长征三号B系列的426-459吨级别[2],它成了名副其实的“胖五”,这意味着崭新的壳体和整体结构设计方案。关于它的难度,推荐读者们观看著名纪录片《大国工匠》,第一集就讲述了为火箭发动机和大型壳体做焊接的大国工匠高凤林工程师的故事。

此外,长征五号还实现了大型火箭的模块化设计理念,火箭级数、是否携带上面级、助推器捆绑方案等都可以按照发射需求变化,从而衍生出一个适合多种任务的长五家族。


5.新配套发射场、火箭运输船、生产基地

但显然,长征五号已经无法继续使用传统的三大火箭发射场,需要建设新的火箭发射场,这就是位于海南的文昌火箭发射基地。实际上,它还有另外两个重大好处:周边都是大洋,火箭残骸不会造成任何损失;纬度更低,能更大程度借助地球自转的力量,减少推进剂消耗、提升运力。

远望21和22航天运输船 (图片来源:央广网和中国军网)


为了将长征五号从海路运往文昌,我国还先后服役了两艘远望21/22航天运输船;为将组装好的火箭转场至发射架,还需要建造大型特种火箭运输平台;长征五号的生产与组装都在天津的滨海新区完成(天津航天长征火箭制造有限公司),这里也将成为中国未来火箭生产体系的灵魂。

这些只是长五相关的一部分,但已然可以想象每一点背后都有无数科研人员常年攻克难关,也需要国家强大的人力物力资源、科研和工程技术实力作为后盾,缺一不可。


三、成功,从来不是那么容易

2016年11月3日,长征五号遥一火箭成功首飞,举国欢腾,对于拥有如此多技术更新的大型火箭而言,着实不易。横向比较,同等级别的美国德尔塔4-重型、俄罗斯质子M、欧洲的阿里安5型火箭,都在试射期间出现过事故。

然而,2017年7月2日,长征五号遥二火箭发射任务在飞行至346秒时突发故障。根据分析仿真计算及地面试验结果,故障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,发动机推力瞬时大幅下降,致使发射任务失利[4]。

事后,中国航天开启了异常艰辛的“归零”工作,复现故障。经过反复排查,最终发现了这个原因。随后,改进后的芯一级液氢液氧发动机完成多次地面热试车考核,验证了改进措施的有效性[4],才有了今天的长征五号遥三任务。

成功从来不是那么随随便便,“胖五”的归来之旅,已经经历了900多天的痛苦煎熬。这副重担,不仅压在火箭研发团队的肩上,更压在全体中国航天人的肩上。


四、胖五归来,中国航天新时代进程中

“胖五”成功归来,意味着一系列对中国航天有着深远意义的大型任务可以开始实施。

本次发射的实践二十号任务,是我国首次应用的东方红五号卫星平台。这个平台是我国纯自主设计研发的新一代大型桁架式卫星平台,全平台最大功率最高可达30千瓦,最大质量达到9吨。由于使用了等离子电推进技术,设计寿命可长达15年,大大提高了我国超大型卫星研究水平,是我国未来20年内的核心卫星平台之一,能使用在通信、遥感等多种卫星应用领域[5]。实践二十因而成为世界最重最强的高通量通信卫星之一,太阳能帆板全部展开后超过40米宽,超过普通客机翼展,通信能力远超中国此前任何一颗通信卫星。

中国火星探测任务(图片来源:国家航天局)


2020年7月前后,人类迎来又一次探测火星窗口,中国首个独立自主的火星探测任务即将出发,目标是在一次任务中完成火星“绕、落、巡”的壮举,长征五号就是托举它奔向火星的火箭。

随后,我国将正式开始嫦娥探月工程“绕、落、回”三步走计划的最后一步“回”,嫦娥五号将搭乘长征五号择机发射,着陆月球并带回月球土壤样本,这也是阿波罗登月时代结束50年之际人类再次“触碰”月球。

在11艘神舟飞船、1艘天舟飞船、2艘天宫空间实验室任务结束后,我国载人航天事业也将迎来新高度,全面建设100吨级别的天宫空间站,实现多人在轨长时间驻留太空。在同样的轨道也将有一个大型巡天望远镜伴飞,成为中国的“哈勃太空望远镜”。长征五号(B型)火箭将成为整体建设过程中最核心的运载器具。

中国航天的新时代已经到来。今年是中华人民共和国成立70周年,中国航天也已经走过63年。回头看,它的每一幕依然激动人心。从东方红一号到长征五号,中国航天辉煌成就的背后,不仅有伟大的23位“两弹一星”元勋,更有一位又一位继承、坚持、发扬着“两弹一星”精神的平凡航天人。

向他们致敬!!


相关参考:

【1】航天科技集团:spacechina.com/n25/n148

【2】长城工业集团:cn.cgwic.com/Launchserv

【3】人民网:scitech.people.com.cn/c

【4】运载火箭技术研究院:calt.com/n482/n742/c116

【5】空间技术研究院:cast.cn/Item/Show.asp?


出品:科普中国

制作:太空精酿

监制:中国科学院计算机网络信息中心




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成功!成功!成功!

我们现在终于可以说了:胖五其实还立了一个大功。


2019年12月27日晚20点45分,承载着无数国人期望的长征五号遥三运载火箭在海南文昌发射中心点火升空,成功将目前我国研制的最重地球同步轨道卫星实践二十送入预定轨道。

至此,阔别公众视野两年之久,肩负中国航天未来重任的长征五号运载火箭复飞成功,中国航天的高光2019就此完美收官,超级2020由此扬帆启航。

“胖五”王者归来! https://www.zhihu.com/video/1194009974836400128

胖乎乎的长征五号火箭带着东方红五号平台首发星进入了地球同步转移轨道。中国人终于彻底掌握了重型火箭的技术。

在这个喜极而泣的时刻,我们还是要回过头来看看2019年的发射表。

我们以34次的大比分超越美国,成为全球航天发射次数最多的国家,哪怕排除两次发射失败,成功的发射也达到了32次。

需要注意一个事实,在全年发射成功的火箭当中,长征3号家族占了12枚,算上长征2号丙、长征11号、捷龙一号,中国运载火箭技术研究院全年出厂火箭17枚,全部发射成功,比欧洲、日本、印度加起来还多2枚,真的是力压群雄。

这个位于北京南郊的火箭制造商,哪来这么大的本事?

其实这一切都和胖五有关系。

长征五号的预研启动于在上世纪90年代初期。回顾那个时代的航天发射记录,中国航天的火箭产能是非常有限的。从80年代末期到21世纪初,全国每年发射火箭最多6次(1998年和1997年),最少只有1次(1993年、2001年)。

但是从2007年开始,我们的航天发射数量开始爬坡,2010年后就稳定在每年10次以上,并且逐步攀升。2018年达到了39次!其中的头号主力,正是我们熟悉的长征三号家族。

如果再提出两个数字,读者朋友们或许就会发出会心的微笑:长征五号正式立项是在2006年,首飞是2016年。这段时间里发生了什么?

中国运载火箭技术研究院的一些官方宣传,为我们揭示了谜底。为了制造长征五号这种超级火箭,中国航天在天津建设了全新的制造基地,引入了全新的数字化、自动化制造和测试设备。于是有了这样的报道题目,比如《长征五号实现全体数字化设计》、《数字试验:让型号试验一次成》、《“大火箭”壳体“薄如蝉翼”却坚不可摧》、《“大火箭”芯一级贮箱实现数字化总装对接 告别“手动合体”》……。没有这样的先进工艺和装备,长征五号是干不出来的。

那么,同样的思想和技术,能不能用来改造长征三号的生产呢?答案是肯定的,中国运载火箭技术研究院对自己的老车间进行了“降维打击”,把过去的手工、人工设备全都改成了数字化、自动化的先进生产线。

在很多工序上,实现了一边加工、一边测量,从生产线上下来的就已经是检测合格的产品了,不需要再等检测师傅拿着卡尺到场。经过这样的技术改造,长征三号的产能实现了大爆发。

至于质量,从2015年到现在,长征三号保持了几乎全胜的记录。除了她,还有长征七号、长征二号丙、长征11号发射全胜。

这些发射记录,不但为太空里增添了更多的中国星,也让人们对中国航天的产能有了充分的信心。

未来,长征五号和长征七号必然会成为中国航天的发射主力,更粗壮的长征九号研制已经取得重要进展。

如果有那么一天,长征五号的年度发射数量赶上了今天的长征三号,星辰大海的梦想就更加接近于实现了吧。



本文综合自环球时报微信文章,作者:孔新、樊巍、周伦杰

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昨晚10点,在文昌发射基地测发大厅的屏幕上,打出了这样一行大字:我们的征途是星辰大海!

在长征五号奔向浩瀚星空时,文昌发射中心测发大厅的屏幕上,也播出了一首属于航天人的《沁园春·远征星辰大海》,作者署名赵先生。








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其他的都还好,不行就再往后推迟,最关键的是发射成功后能赶了2020的火星发射窗口。

考虑到整个火箭从组装到运送到准备发射需要2个月的时间,如果错过了2020的窗口就要等到2023年的转移窗口,还距离更远,基本上火星探测的计划就泡汤了。

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对中国航天意义非常重大。

长五本身承载了太多希望。

随着中国航天的快速发展,任务的复杂度和难度也在快速提高。

虽然空间站是拼起来了,但是也不能拼乐高一样一块块砖打上去拼一个空间站。高难度任务就意味着大载荷,而大载荷就需要高性能重型火箭,绝对称得上大国重器。

虽然长五之前的中国长征系列火箭已经取得了相当丰硕的成果,但是想要跻身全球航天前列,还是差高性能重型火箭这一口气。

长5的成功,补上了这口气。

但是补上的这一口气,到底难在哪了?主要是在高性能和重型两个词上。

高性能

长5的高性能首先体现在它的燃料选择上:液氢液氧。

因为氢分子量很小,只有2,但是燃烧热值相当高,所以它的比冲在所有火箭燃料组合中名列前茅。(液氢液氟也太刺激了吧?)

但是液氢这东西特别难伺候。为了轻量化,火箭不能造一个超强超厚的燃料罐来保存它。只能靠低温,但是液氢这玩意的沸点零下253度,绝对零度才零下273.15度啊!

因为液氢太冷了,在火箭发动机工作中,尤其是启动时,液氢遇到了空气,那空气就会直接凝固。(不是空气中的水结冰,是空气本人结冰了)

液氢因为分子量小,密度低,重量轻。所以装液氢的燃料罐还得做的特别大,下图的航天飞机外挂的橙罐就是因此才有这么夸张的尺寸。

因为氢的分子太小,比别的大分子燃料更容易引起管线泄露。还会渗入金属材料造成氢脆,降低材料性能。

还是因为氢的特性,氢泵需要更大的转数和功率才能保障燃烧室室压。

同为液氢液氧发动机的航天飞机主发动机SSME的氢泵有7万6千马力。它的尺寸大概只有Smart的0.9升发动机那么大。下图为尺寸和氢泵差不多大的氧泵,轴功率2万1千马力。

重型

火箭想要做的大,前面两条很简单的路:装很多小发动机,或者装几台大发动机。

如果装很多小发动机,所有发动机不出问题的概率就呈指数降低。所以这世界上大概也只有两个火箭挑战这个路线。一个是苏联的登月火箭N-1,其一级火箭装了30台NK-15发动机,这本来是一款优秀的火箭发动机,但是因为装的太多了,N-1饱受其整体可靠性的困扰,最终放了几个大炮仗,放弃了登月。

第二个例子是SpaceX的重型猎鹰。其两个助推器和芯级一共装了3X9=27台梅林发动机。梅林已经在猎鹰九号上证明了自己的可靠性,而且今日的电子科技水平,控制技术,早就和N-1时代的苏联不可同日而语了。

但是在工程学领域,尺寸带来效率是铁律,如果大发动机堪用,效率会高用多个小发动机拼一起。

但是制造大型火箭发动机又是一个艰巨的难题。首先,高燃烧室室压和大流量就对涡轮泵设计和制造提出巨大挑战。其次,因为燃烧室更大,导致燃烧不稳定问题更严重,如何抑制不均匀的压力在更大的燃烧室内来回震荡,是个特别大的挑战。

这是美国登月火箭主发动机F-1的燃烧室,上面的Baffle就是抑制燃烧室不稳定的,但是为了得到这几个隔板设计。美国人疯狂砸了海量钱实验不同设计,下面是几个当时实验过的原型设计。

除此以外,大型火箭发动机喷管的制造难度也高于小一些的发动机喷管。

世界上能做到大型火箭发动机的国家就没有几个,所以能制造和发射重型火箭的国家也就只有那几个。

非常令人振奋的是,在长5成功之时,中国便跻身这一行列了。

除了长5以外,中国还有长9的计划,它将有140吨的近地轨道运载能力,甚至超过了NASA大宝贝SLS的货运版!

长5成功了,中国拿到了一块更大的太空敲门砖,但故事还远没有结束。

毕竟,我们的目标是,星辰大海。

以上。

扩展阅读:

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激动,激动,还是激动!

12月27日20时45分,长征五号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,2000多秒后将实践二十号卫星送入预定轨道,发射飞行试验取得圆满成功。

意义有多大?一句话,一发定全局,好戏在后头。

看到今天的成功,我的思绪不禁飘回了两年前。

为解决火箭的“心脏病”问题,复飞耗时两年

2017年7月2日,我国现役最大运力运载火箭长征五号在进行第二次试验飞行时发生故障,导致远征二号/实践十八号组合体未能进入预定轨道,任务失败。星箭陨落至马里亚纳海沟附近的深海中。

作为我国未来空间站规划、深空探测规划的唯一指定运载工具,长征五号的意义不言而喻。在发射失败之后一年,经过审慎的调查,事故报告出炉,认定是芯一级主发动机YF-77的涡轮排气装置在复杂力热条件下发生漏气的现象,导致推力严重不足。

涡轮泵作为火箭发动机的核心组件之一,其将燃料加压送入燃烧室功能可以类比于人类的心脏。这种核心发动机的核心组件问题,也在很大程度上让航天人们不得不慎之又慎,需要进行彻底而全面的改进。为了解决“心脏病”的问题,中国航天人、科研人也是使出了浑身解数,进行了大量调整,用了很多新技术新手段,这一过程非常地艰辛。

长五归来!5分钟看它有多牛 https://www.zhihu.com/video/1194020357928054784

可以拖到视频3分39秒看一下,仅仅是发动机涡轮排气装置,所处的环境就有多复杂。

在这样的背景下,长征五号的复飞时间也一延再延,力求万无一失。

运载火箭院院长郝照平于去年8月慰问“长征五号”研制团队时,也指出“长征五号遥三火箭一发定全局”,若此役再出问题,不仅将影响明年发射长征五号乙运载火箭的任务,还将导致后续的空间站、月面采样返回、火星探测的任务不得不面临“有弹无枪”的窘境,严重影响我国航天规划。

两年的等待,值得!

两年后,在全国人民的翘首以盼中,“长征五号”团队的工作人员们的努力终于开花结果。

长征五号遥三运载火箭成功发射,它所搭载的卫星——“实践二十号”同样值得关注。“实践二十号”卫星,正是“东方红五号”大型卫星平台的实验星,它在迟到了两年之后,终于能进入太空,发挥作用。

“东方红五号”卫星平台作为“东方红”系列卫星平台的最新产品,其通信容量将达到恐怖的300Gbps至1Tbps的水平

如果你对于这个概念比较陌生的话,可以进行这样的比较:2017年4月发射、2018年1月交付的“实践十三号”高通量通讯卫星,其通信容量“仅仅”为20Gbps,但其单星的通信容量已经超过我国此前发射的所有通讯卫星的通信容量总和。

可以想见,不久之后,随着“实践二十号”成功交付,我国的通讯事业又将迎来翻天覆地的变化。不仅如此,它还包括了大尺寸桁架式主体结构、新型电推进系统、超大尺寸太阳能帆板等,是我国卫星尖端技术的集大成者。

可能有些人会问,失败的“实践十八号”也是东五平台星,为什么要说“实践二十号”是第一颗实验星?其实“实践十八号”的表述为“技术验证星”,实际上就是验证部分关键技术。而“实践二十号”将能够实现对“东方红五号”卫星平台的全系统的在轨验证,是相当完整的。

此次长征五号的发射成功也将极大促进我国探月计划的实施。预计明年发射的“嫦娥五号”月球探测器将在搁置三年以后动身前往月球,从月球上带来由中国探测器取得的第一抔土。不仅如此,月面发射系统、月球轨道交会对接等新技术也将得到验证,为未来更多“嫦娥”系列探测器的发射,乃至载人登月,甚至月面基地的建设做好准备。

而我国火星探测器也将能赶上2020年的发射窗口,与欧美的探测器一起踏上前往这颗红色星球的探索之旅。

同样值得关注的,还有明年首次发射的长征五号乙型运载火箭,它也将因为此次发射的成功得到充足的保障。

作为面向近地轨道任务的运载火箭(长征五号为同步转移轨道),长征五号在结构上少了上面级,方便实现诸如空间站舱段等近地轨道大质量载荷的发射。明年长征五号乙运载火箭的发射若依旧成功,那么我国的“天宫”空间站最早将于2022年完成,届时“5舱1镜”的空间站格局将进一步拓展我国空间实验、空间观测领域的认识。空间实验区域尺寸也将从过去“实践”系列卫星、“神舟”飞船轨道舱的小身板,爆炸式增长至大尺寸标准化实验机柜,配合经过特训的载荷专家,将实现我国空间实验的规模化发展,以前的“小打小闹”将成为过去式。

一发定全局,好戏在后头!

长征五号的成功,真实地决定了未来相当长一段时间中国航天的走向,“一发定全局”的背后,也是千千万万的人所努力的结果。作为未来中国航天核心纽带的长征五号,在经历了波折之后终于拨开云雾见青天,踏上了正轨。

中国航天的这道坎,迈过去了,就见到了光明。

未来五年,我们将见证我国航天事业全面开花的景象。或者到那个时候我们对于长征五号频繁的发射已经见怪不怪了,甚至可能还会期待“长征九号”、“921”火箭给我们带来的惊喜。

但我们一定还记得,我们曾经为了它多等待了两年,我们曾经在它复飞的时候精神紧张,我们也曾经在它复飞成功之后欢欣鼓舞。

我们都是见证者。

作者:长征⑨号 @天才琪露诺

出品:科普中国

监制:中国科学院计算机网络信息中心

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首先祝贺航天工作者们!


“胖五”发射的澎湃直播 https://www.zhihu.com/video/1194008306308546560

“胖五”的这次发射成功可谓一次成功满盘皆活

其意义之重大,在于与长征五号相关的项目实在太多、太重要了。

空间站项目

中国原本计划在明年(2020年)左右建成空间站,然而由于两年前“长征五号”的失利,导致这一计划严重受阻。

因为空间站的核心舱“天和”需要长征五号来发射。事实上去年(2018年)年底,核心舱“天和”就已经组装完成并亮相,但由于2017年的失利,长五当时尚未复飞,长五B也推迟首飞。这次“胖五”发射成功,对明年“天和”的发射和整个空间站项目是重大利好。这意味着我国2020年发射空间站核心舱2022年空间站一期工程建设完成的目标有了着落。

探月工程——嫦娥五号

嫦娥五号的任务是月面取样返回,是我国探月工程“绕、落、回”三步走的最后一步,不仅对月球的科学研究意义重大,而且本身也为载人登月提供经验和技术储备。今年12月20日,Nature已将“嫦娥五号”列入2020年最值得期待的科学事件。本次“胖五”能成功复飞,保证了项目的正常进行,不会再被拖延。

中国火星探测器

我国计划2020年发射首个火星探测器(2011年的由俄罗斯发射的“萤火一号”任务失败),2021年(建党100周年)前降落火星。本次的复飞成功是明年发射火星探测器的前提。尤其是2020年是一个宝贵的火星探测窗口期,它的意义更显得重大。


总得来说,“胖五”的成功复飞为我国接下来的空间站建设、探月工程、火星探测器的发射提供了重要的保障,使得这些项目得以按照现在的计划顺利进行,是今后两年我们民族探索星辰大海的伟大探险前进好几步的基础。

最后是《人民日报》的现场高清图。再次感谢我们的航天工作者~

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908天的等待,只为今晚与你相见。

圆满成功!激动!感动!

错过直播的朋友们可以看这里:

总师的白头发真的多了。

圆满成功后的大红屏!

从2017年7月2日到今天,908天的等待,我们终于迎来了此次发射任务,任务取得圆满成功,为2019年中国航天宇航发射任务画上了一个圆满的句号!

长征五号遥三火箭发射了实践二十号卫星,这颗卫星是基于东方红五号卫星平台研制的实验卫星。“东五”平台是中国下一代地球同步轨道卫星平台,技术指标国际领先,具有“高承载、高功率、高热耗、高控制精度”的特点,主要满足未来5至15年内通信、微波遥感和光学遥感等载荷对卫星平台的需求。

有一句话叫做运载火箭的能力有多大,航天的舞台就有多大。长征五号运载火箭是我国目前研制规模最大、技术跨度最高的航天运输系统工程,火箭芯级直径5米、总长约57米,是我国首个从总体到系统均采用全新技术的大型液体运载火箭。

长征五号近地轨道运载能力约25吨,地球同步转移轨道运载能力约14吨。

长征五号近地轨道运载能力约25吨,地球同步转移轨道运载能力约14吨。

未来的大任务离不了它!近期摆在“长征五号”眼前的任务繁重,包括2020年中国火星探测器、中国首个实施无人月面取样返回的探测器“嫦娥五号”、中国空间站核心舱“天和”等重量级航天器,都需由该型火箭托举升空。

中国首个实施无人月面取样返回的探测器“嫦娥五号”月面采样示意图。

中国2020火星探测器中的巡视器(火星车)火星表面行驶示意图。

中国空间站示意图。

长五成功复飞,希望火星探测器、嫦娥五号早日开启飞天旅程!期待21世纪人类设计的第一个空间站——中国空间站早日建成!

欢迎关注微博@ 航天面面观 最新消息将在微博发布~

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看直播时,心里唯一的想法就是:前进!前进!不顾一切的前进!

感想说完,说点实在的——此次长征五号运载火箭发射成功对中国意味着什么?

中国开始进入世界航天第一梯队

按照运载能力划分,运载火箭分为小型、中型、大型和重型四类。由于各国运载火箭技术发展阶段存在差异,即使同一国家的不同历史阶段,对运载火箭的规模定义也是不同的。

在我国,一般将近地轨道运载能力2吨及以下的火箭称为小型运载火箭,近地轨道运载能力2-20吨的火箭称为中型运载火箭,近地轨道运载能力20-50吨的火箭称为大型运载火箭,近地轨道运载能力50吨级及以上的火箭称为重型运载火箭。

目前近地轨道运载能力达到20吨级别的大推力运载火箭已经成为航天器发射的主力军。当前各国这一级别的运载火箭包括美国的“德尔塔-4”、“宇宙神5号”(又译阿特拉斯-5)、“猎鹰9号”运载火箭,欧洲的“阿里安5”运载火箭,俄罗斯的“质子号”、“安加拉A5”以及日本的H-2B运载火箭。

在长征五号系列运载火箭和位于海南岛的海南文昌卫星发射中心问世后,中国具备了将1.2吨至25吨的有效载荷送入近地轨道,1.8吨至14吨的有效载荷送入地球同步转移轨道以及重达8吨的有效载荷送入地月转移轨道的能力,其数值意味着中国运载火箭在大型运载火箭中稳坐头把交椅。长征五号因此成为亚洲国家研发成功的最大也是最先进的运载火箭。

航天活动的基础是运载火箭,中国在运载火箭方面的巨大进步意味着这个世界上最大的陆海复合型国家已经开始进入世界航天第一梯队,扩大了对第二梯队中的欧盟及日本的领先优势。

中国航天发射综合能力更加高效、成熟

火箭的发射离不开发射场。据介绍,早在1970年代,中国在进行航天发射场选址时,就曾对在海南岛建设航天发射场进行过评估,海南一度被列为当时最佳选之一。但因为当时国际形势较为复杂,只能选择在西部偏远地区建设卫星及导弹的发射试验场。

酒泉、太原、西昌航天发射场建在戈壁、高原或深山,存在商业开放度不够、航天发射互补能力不足、大直径火箭运输受到交通条件制约等问题。

相比这3个卫星发射中心,文昌具有三大优势:

首先,文昌发射中心地处低纬、节约能耗。

海南岛是中国陆地纬度最低、距离赤道最近的地区。火箭发射场距离赤道越近、纬度越低,发射卫星时就可以尽可能利用惯性产生的离心现象,因此所需要的能耗较低,使用同样燃料可以达到的速度也更快。

在海南发射地球同步卫星比在西昌发射时火箭的运载能力提高10%至15%,有效载荷提高300多公斤(目前国际上每公斤有效载荷的发射价格约为两万美元)。火箭从文昌发射后的夹角为19度,而从西昌发射后的夹角为为27度,仅仅在校正夹角上,文昌发射中心与西昌发射中心相比,节省的燃料就可以让卫星多运行3年。

第二,文昌发射中心还拥有射向范围广的优势。

发射场射向覆盖90度至175度,射向1000公里范围内均为海域,火箭航区、残骸落区安全性良好。在酒泉、太原、西昌发射中心,每次发射火箭,都要临时迁移大批居民,以防止第一级火箭坠落时对当地居民造成伤害。而文昌卫星发射中心距离海边近,火箭发射第一级火箭坠落于南海,既可以避免对居民人身安全的伤害,也可以避免地面财产的损失。

第三,文昌发射中心运输条件更便利。

尤其对于不便于公路和铁路运输的大型重载火箭,具有位处沿海的地理优势。中国研发、生产的直径5米的新一代火箭可以过海运直达发射中心附近码头。承揽发射的其他国内外航天器,也可以通过航空运输、海上运输运抵发射场,有利于改善中国的航天发射环境,提高商业竞争力,使中国更多地承接国际商业发射任务。

文昌发射中心建成后,中国航天发射场形成了沿海和内陆相结合、高低纬度相结合、各种射向范围相结合的新格局,极大提高了中国航天发射的综合能力。

不断完善的卫星天网

此次成功发射也增强了中国在轨卫星的实力。

长征五号遥三运载火箭发射升空后把实践二十号卫星送入了预定轨道。实践二十号卫星是地球同步轨道新技术验证卫星,将验证东方红五号新一代大型卫星平台关键技术,并实施多项新技术验证工作,将开展地球同步轨道通信广播业务。

到目前为止,中国的在轨卫星数量仅次于美国,排名世界第二。随着实践二十号卫星的上天,中国的卫星数量和实力又得到进一步提升。

需要特别指出的是,本次任务的成功,意味着我国具备发射更重的航天器或将航天器送向更远深空的能力,是实现未来探月工程三期、首次火星探测任务、载人航天等国家重大科技专项和重大工程的重要基础和前提保障。中国迈向星辰大海的步伐将因此显得更加稳健有力。

长征五号遥二火箭失败后的第908天,也是长征五号遥三火箭成功的第一天。中国航天人实现了一个“小目标”,并继续向更大的目标迈进。

随着长征五号再次发射成功,中国工业三大名片之一的中国航天将会发出更加耀眼的光芒,更多民众也会享受到航天时代人类的文明成果。这也是中国作为新兴大国向全世界提供的公共产品之一,是中国承担大国责任的又一例证。

杨震(复旦大学一带一路及全球治理研究院战略与国际安全研究所研究员)

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意义太大了


具体航天上的意义,我不是特别懂,大概就是知道以后会有更多更大的载荷可以发射。这也是文昌发射场首个完全成功的火箭,意味着中国的航天发射事业已经进入了“5米时代”、“氢氧时代”。当然我也知道胖五算不上世界最先进水平,但是咱们也不是最发达的国家嘛。


但是胖五的社会意义相当重大。


前几天“山东号”航母命名服役的时候我就察觉到,山东号火不了几天,因为胖五很快就要升空了,胖五一成功,山东号立马变成过气网红,没几天时间给他蹦跶。你看,到现在谁还操心什么“山东号”?


果然军迷们都是大猪蹄子!


然而从传出胖五即将复飞消息的时候,网上就到处都有恶毒诅咒的声音,发射成功以后又立马变成了极力否定的声音,这倒是一个挺有意思的事情。


首先是各种“炸在发射台”。



然后是各种“没有意义”、“不如扶贫”。


完美契合了“否定三连”:诅咒——否认——谩骂,一会儿评论区里还有表演,请大家尽情调戏。


这里只想讲一个事情,火箭上天的时候,西藏的扶贫也并没有被忽略,就不劳国际非友人们操心了。对于中国人自己和国际友人,必须要再次强调,航天事业和扶贫事业是并行不悖的事业,都是赚钱的事业,都要搞。打火箭并不等于放烟花,而是实实在在可以赚钱的事业,尽管投资——回报周期大,但是利润率也非常高,长期来看是非常赚钱的事业。专业的事情轮不到我在这里大放厥词,但是仅就个人而言,在目前阶段我支持火星轨道到金星轨道之间的一切航天事业,包括载人航天任务;支持太阳系内所有不载人航天任务。


扶贫事业也不是赔钱任务,同样是赚钱的。有的朋友仅仅是从“社会主义优越性”上去理解扶贫,其实有偏颇的,并不是仅仅因为都是一个国家的人,才需要去“扶持”他们,扶贫并不是一项慈善事业。扶贫的本质是让全体国民充分享有宪法规定的一切权益,是宪法要求必须要执行的事业。同时,扶贫对于富裕发达地区是一种过剩产能的转移,是经济结构的再调整。对于贫穷落后地区,扶贫则是进一步的基础设施与基层生态的更新换代建设,是帮助贫困地区融入现代生活的最佳方式。


最终,扶贫事业会促进全国经济结构的进一步完善,会开发贫困地区的经济潜能,达到共同富裕的目的。前天,西藏所有县级单位脱贫摘帽,这是一件与胖五上天同样值得庆祝的事情。据我个人观察与现场了解,西藏实现了生态环境持续好转的前提下,人民收入稳步增长的目标,扶贫是卓有成效的。


航天事业、扶贫事业与其它各方面事业的重要性是相当的,都是有利于我们中国人自己的,也是真正的国际友人们希望看到的。将这些地位相当的事业对立起来,描述成“顾此失彼”的矛盾,那不是我们真正在做的事情,而是一种抹黑和污蔑,甚至是无可奈何的呻吟。


随你怎么污蔑谩骂吧,反正胖五已经飞上天了,有本事你去把它啃下来;反正西藏也已经脱贫了,看不下去你去把他们的钱全抢了?

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新闻上说长征五号研发团队平均年龄只有33岁不到。火箭总装团队平均年龄29岁。

每次看到类似的新闻,我都会觉得非常尬。新闻本意是要说,研发团队多么年轻有为,多么未来可期。但是,年轻真的是好事吗?二十多年前说研发团队年轻,还可以让时代背锅,正常的新老交替被特殊时代耽误,老专家带年轻人,中年骨干缺失,没办法的事情。可现在都9012年了,还这样。能参与到长五研发的,硕士学位是最基本要求,博士才算骨干。硕士毕业至少26,博士都得小30了。工作个四五年才算熟悉工作内容,这样算博士骨干都得有35岁了。

你告诉我,长五研发团队平均年龄不到33岁。那不就是变相说,航天军工的普遍面临的核心问题:留不住人。留不住人难道是好事吗?为什么留不住人?就说我们单位所在的航天科工集团,北京一些总体所都留不住人,混到北京户口就辞职,留下的要么是关系户,要么就是家里有钱北京有房。地方上的配套单位也没好到哪去。

航天军工大部分企业,都是这样,长五团队这种高亮团队应该还算好的。同样的原因:工资低,压力大,加班多,做事难,而外面的诱惑又太大。你说我在你这儿担惊受怕忍气吞声辛辛苦苦一个月到手都没有一万,我到BAT或者华为中兴卖力气年入40万不难。那我在你这死磕干啥?情怀能当饭吃吗?

中国航天军工,什么时候35-50岁的中年骨干不再缺失,什么时候才能算真正强大起来。真正能靠待遇留住人,而不是靠情怀。

2017年的失利,2019年的成功,年轻肯定是要付成代价的。只希望航天企业真正能拿人才当人才,失败也不可怕,失败过又成功了的人才,更是无价之宝。

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体制真惨,发射失败了是体制不好,成功了没人夸体制好。。。

我也不是专业的,就是看个热闹。不过这个普通人的感觉也是对中国航天的意义么。

一个直接影响是,平时娃去幼儿园前先在家里拉一泡。今天早上说看发射紧张没拉 。

15年前在大学上课时,老师还提到过中国的大型火箭还是200吨级,现在已经是800吨级了。而且造型民主得一塌糊涂。(不过我还是觉得那种斜着的毛系火箭比较美观)

看到发射成功,确实很激动。虽然这事和自己没有任何关系,火箭也不是我造的。这个和看奥运会举重有点像,除了科技(运动)本身的意义外,也是个民族自豪感的事儿。嗯,还一个共同点是都是考验发动机短时间大功率工作的性能。

一般我这种观点下惯常的评论是还那么多人吃不上饭上不起学,搞这些虚的干嘛。答案简单地很,人之常情,乐意。全世界都一样。美国人航天发射见得多了,比尔盖茨照样在靠996,007开发dos时给员工放假看航天飞机发射。美国人奥运奖牌见得多了,不也要求重赛么。

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2015年中秋加国庆一天都没休息。跟X所的专家们交流的时候对方说九月底下任务书,十月中旬就拿到结果了,一看就是假期没好好休息,实在不好意思。我只说这是应该的。

2017年暑假没有回家,跟着导师对着故障信号一遍遍琢磨到底发生了什么,最后跟所里面的专家交流的时候发现对方也已经加班了好几个月了,我都不好意思提自己没回去的事情。

正是因为很多次参加相关的项目,所以今天的直播没怎么敢看,最后颤颤巍巍点开视频的时候发现已经过了346.7s了,这才接着看了下去,估计问题不会太大了。

我知道,整个中国航天系统还有很多问题,但是我也同时知道,如果有了一款足堪大用的产品,那么最后总是会逐渐进入有好产品-有钱-有人-有好产品的正反馈循环。

加油!毕竟在任何时候我都从来没有失望过。

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悲剧!完美错过直播!我都干了什么?为什么天天刷知乎没有任何人说今晚要发射?

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删除本回答,作为对知乎莫须有删贴的回应

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长五发射视频(原创) https://www.zhihu.com/video/1194039063676755968

2019年12月27日是值得中国航天人铭记的日子,因为在这一天,我国第三枚长征五号火箭(昵称“胖五”)顺利发射,这不仅让我们感慨与懂得“胖五”经历了许多、也成熟了许多,更让我们自豪与坚信在这一天之后,“胖五”又回来了,长征五号以及长征五号B等新一代运载火箭将担起中华民族探索太空更大舞台、更高高度的重任,把我国火星一号、嫦娥五号与六号、空间站等陆续送入太空。

航天界常言“运载火箭的能力有多大,航天的舞台就有多大”,充分说明运载火箭对刷新进军太空高度的重要性。

同样,业内的另外一句行话“发展航天,动力先行”,进一步诠释了动力系统作为运载火箭“心脏”的重要性。“胖五”的成功,离不开“心脏”三大系统——YF-77液氢/液氧火箭发动机、YF-100液氧/煤油火箭发动机、YF-75D液氢/液氧火箭发动机——高效稳定工作。“胖五”也正是因此三大系统的“新”而闻名。

YF-77
YF-100
YF-75D

总体上看,“胖五”为两级半火箭,动力系统由助推器动力系统、芯一级动力系统、芯二级动力系统和辅助动力系统四个部分组成。

  • 芯级和助推器动力系统主要包括发动机、贮箱增压系统、推进剂输送系统、发动机预冷系统、加泄排气系统和箭地连接等系统。
  • 芯一级动力系统:2台YF-77液氢/液氧发动机,单台真空推力70吨。
  • 芯二级动力系统:2台YF-75D液氢/液氧发动机,单台真空推力9吨。
  • 助推器动力系统:4个助推器分别配置2台YF-100液氧/煤油发动机,单台地面推力120吨。
  • 辅助动力系统主要用于芯二级滑行段和星箭分离前的姿态控制、滑行段推进剂管理、星箭分离前末速修正,系统由发动机机组、氦气瓶和囊式贮箱等组成。

相对于我国现役长征系列运载火箭一、二级与助推级动力系统主要采用常温有毒的四氧化二氮/肼类燃料推进剂发动机,长征三号系列火箭三级动力系统采用低温的小推力、低室压液氢/液氧推进剂发动机,“胖五”的“心脏”系统可谓发生了“质”的变化,即采用的是绿色环保、高性能的液氢/液氧和液氧/煤油推进剂,使用的是新型YF-77、YF-100和YF-75D发动机。

  • YF-77发动机:我国最大推力的氢氧发动机,我国目前唯一一台地面点火启动可直接入轨的氢氧发动机,采用燃气发生器循环。两个显著特点:一是性能高,和现役的氢氧发动机相比推力提高了约9倍,和其它推进剂相比单位质量的液氢/液氧反应放出的能量较高;二是氢氧推进剂无毒无污染,氢氧燃烧产物是水、零碳排放。
典型推进剂比冲性能比较(比冲:每秒消耗单位质量推进剂所产生的推力)
  • YF-75D发动机:我国首个采用闭式膨胀循环的高性能氢氧发动机,我国第三代上面级液氢/液氧火箭发动机,具备高空多次启动能力。此前,其第一代及第二代分别为YF-73、YF-75,其中,YF-75用于长征三号甲系列运载火箭的第三级,采用燃气发生器循环。除用于“胖五”外,YF-75D也可用于长征七号(3级地球同步转移轨道版本)第三级动力系统。
  • YF-100发动机:我国新一代大推力高压补燃(又称分级燃烧循环)液氧/煤油发动机,我国现役推力最大的液体火箭发动机。与常规发动机相比,液氧/煤油推进剂无污染,比常规肼类燃料推进剂便宜60%,且易于存贮和运输。除用于“胖五”外,YF-100还用于长征六号(2015年9月20日成功首飞)的芯级模块、长征七号(2016年6月25日成功首飞)的芯级和助推器模块。

动力系统之所以称之为火箭的“心脏”,与其重要性、复杂性、研制难度紧密相关。“胖五”动力系统工作时,贮箱增压、推进剂输送、发动机预冷、燃烧室内推进剂喷雾燃烧等过程,涉及高温、高压、大流量流动、相变等物理化学过程,极其复杂,可谓“牵一发而动全身”。

液体火箭发动机系统示意图

YF-77、YF-100大推力火箭发动机推进剂在燃烧室中经过数百个喷嘴的喷雾、混合、蒸发和燃烧,化学能转换为热能,热能通过喷管转换为动能,产生推力。燃烧室内压力较高,其喷雾燃烧过程是在超临界条件下进行,且燃烧过程中的很多参数对燃烧室压力振荡比较敏感,保证其高效稳定工作是火箭发动机研制与火箭成功发射的关键。

发动机推力室示意图
推进剂喷雾燃烧过程示意图

“胖五”动力系统的研制尤其是YF-77、YF-100的研制可谓难关重重……但也可谓“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”,“胖五”复飞,王者归来!

  • YF-77发动机:2001年正式立项后,发动机关键技术攻关全面展开。但在2007年左右遭遇了国内外罕见的重大技术障碍,先后四次试车结果不理想,直接影响到整个研制进展。经多次改进效果仍不理想后,研制人员改用“一大四小”的改进方案:使用隔板喷嘴,改进推力室结构,提高面板连接强度,终于在2009年12月,发动机转入试样研制阶段。历经十年艰苦攻关,至2012年8月17日,YF-77发动机关键技术全部突破,实现了我国氢氧发动机推力由8吨到70吨(真空)的跨越。


YF-77发动机试车

YF-100发动机:2000年正式立项后,刚开始进行的几次整机试车都失败了。但研制人员相继攻克了补燃循环自身启动等技术难关,先后实现了全系统额定工况不下台连续三次1200s和单次600s长程、变工况、摇摆试车成功等重大突破,发动机技术状态趋于稳定,并于2012年5月28日通过验收。YF-100填补了我国高压补燃循环发动机的技术空白,标志着我国成为继俄罗斯之后第二个完全掌握液氧/煤油高压补燃循环液体火箭发动机核心技术的国家。

YF-100发动机试车


YF100试车 https://www.zhihu.com/video/1194032314940932096

“雄关漫道真如铁,而今迈步从头越。”作为一名航天人和参与者深深地感到,航天人孜孜不倦的拼搏与创新,在铸就YF-77、YF-100等工程研制攻坚克难辉煌成果的基础上,正夯实基础、开拓创新,阔步迈向更大推力液氧/煤油火箭发动机、液氢/液氧火箭发动机、液氧甲烷发动机的成功研制,为不断刷新进军太空的中国高度提供强有力支撑。
作者:丰松江博士

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我有一个好哥们

毕业后他去了一院搞火箭

我去了五院做卫星


两个人工作都很忙

平均一两年能聚一次喝顿酒

上次见面时,我对他说

这顿饭你应该请

他问为什么

我告诉他

因为长五遥二的失利

你们欠我们一个实践十八

于是那顿饭他买单了


刚刚,在b站的直播中

一个镜头闪到了他

头发比两年前少了不少

看来这两年归零过的不是很容易


于是

我决定下顿饭我请客

并且建议他

拿年终奖去做一个植发手术

长征五号总师的朋友圈




另外,替自家的东西也说一句

大家都关注的是胖五发射成功

但千万不要忘了

长五上面的实践20卫星也是很具有突破性意义的!!


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zhihu.com/collection/21

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    长征五号和猎鹰9号,这两款火箭都是各自国家航天事业的明星,也是当今世界航天领域举足轻重的角色。然而,要说它们之间的“差距”,那得拆解开看,从不同的维度来审视。首先,我们得明确一个概念:它们是同一种东西,但定位和发展思路有所不同。长征五号,作为中国航天“长征”系列火箭的集大成者,更像是中国航天工业整体.............
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    长征五号 B 运载火箭首飞成功,并搭载我国新一代载人飞船试验船,这无疑是中国航天事业发展史上的一个重要里程碑,我对此感到非常振奋和骄傲。这不仅仅是一次成功的发射,更是中国迈向空间站时代、深空探测以及未来载人登月等宏伟目标的关键一步。以下是我对这次事件的一些更详细的想法:一、 技术上的重大突破与意义:.............
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    长征五号火箭的成功,不仅仅是中国航天事业的又一座里程碑,更是其迈向世界航天强国的重要标志。它的出现,极大地提升了中国航天的整体实力和国际竞争力。长征五号的划时代意义:为什么它如此重要?要理解长征五号的成功意味着什么,我们得先弄清楚它解决的关键问题。在此之前,中国运载火箭的运载能力普遍受到限制,尤其是.............
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    长征五号火箭成功发射,并成功将月球探测器送往月球,这无疑是中国航天史上的一个辉煌篇章。然而,当月球探测器从月球带回那区区两公斤的月球土壤时,一个有趣的科学问题随之而来:地球的重量和引力会因此而发生变化吗?要回答这个问题,我们得先明白什么是“重量”和“引力”。地球的重量:一个概念的辨析在日常生活中,我.............
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    长征五号系列火箭与土星系列火箭,无疑是中国和美国航天史上两座重要的里程碑。尽管它们都肩负着将人类送往太空的使命,但在设计理念、技术水平、任务定位以及所处时代背景等方面,存在着显著的差异。如果要详细地比较它们之间的差距,可以从以下几个维度展开:一、 技术起点与设计理念的差异: 土星系列火箭: 诞生.............
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    长征五号,一个名字,在中国航天史册上留下了浓墨重彩的一笔。如果非要说它的“性能”,那它不仅仅是火箭的参数堆砌,更是中国迈向深空、叩问宇宙的一次惊艳亮相,是中国航天技术自主创新的一座里程碑。实力派的“大块头”:为什么它如此重要?想象一下,如果把运载火箭比作一支送货队伍,那么长征五号就是那个拥有最大载货.............
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    关于长征五号在2019年的发射情况,确实牵动着无数航天爱好者的心。答案是肯定的,长征五号在2019年成功进行了发射,并且这次发射至关重要。要详细了解这件事,我们得从长征五号这个“胖五”的背景说起。长征五号是我国新一代运载火箭的“领头羊”,它的最大特点就是采用了大直径、大推力的设计,特别是其捆绑式的上.............
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    “嫦娥五号”搭载“长征五号”火箭成功发射,执行中国首次月球采样返回任务,这无疑是中国航天史上具有里程碑意义的重大事件,其意义可以从多个层面进行深入解读:一、 战略意义:彰显中国航天实力与大国担当 “一步到位”的跨越式发展: 在载人登月尚未实现的情况下,中国直接发起并成功实施了月球采样返回任务,这是一.............
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    长征五号火箭将实践二十号卫星送入一个非常高的轨道,即近地点约190公里、远地点约68000公里的轨道,这背后并非一个简单的“送上去”的概念,而是有着深刻的技术考量和战略意图。理解这一点,我们需要从几个关键层面来剖析:1. 长征五号的强大能力:不仅仅是运载,更是精准投送首先,要理解为什么长征五号能够做.............
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    长征五号火箭,这个共和国的骄傲,在发射时总是能点燃我们心中最炽热的火焰。而当我们仔细观察它的尾焰时,你会发现一个有趣的现象:芯一级喷射出的是一股耀眼的黄色火焰,而环绕在它身边的四个助推器,则燃烧着一股深邃的蓝色。这可不是因为颜色搭配上的巧合,而是它们各自采用了不同类型、不同成分的燃料,并在这个过程中.............
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    长征五号火箭的成功发射,对于中国而言无疑是迈向航天强国的重要一步,它标志着中国在重型运载火箭领域取得了突破性的进展。然而,要论中国运载火箭技术能否因此就达到欧盟和日本的水平,这需要从多个维度进行深入的分析,不能简单地用“能”或“不能”来回答。首先,我们得明确“欧盟”和“日本”在运载火箭技术上的具体实.............
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    长征五号,这个承载着中国航天雄心的大块头,最近这次发射,嗯,可以说是一次不折不扣的“失利”。这个词用得很重,但事实就是这样,尤其是对于像长征五号这样代表着中国航天技术前沿的运载火箭来说,一次的失误,其影响是方方面面的,绝不是一句简单的“吸取教训”就能轻易带过的。咱们得先明确一点,长征五号可不是寻常火.............
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    “胖五”长征五号,中国航天事业的“大力神”,12月底即将迎来它的“复出”,这消息真是让每一个关心中国航天的人都激动不已!经历了之前的一些波折,这次的“胖五”不仅仅是一次简单的发射任务,对我来说,它承载着太多期待,更像是一次振奋人心的宣告,预示着中国航天正朝着更远大的目标稳步前行。首先,我最期待的就是.............
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    这真是个让人又喜又忧的消息。长征五号B火箭发射成功,这绝对是中国航天事业上的一个里程碑,标志着我们掌握了重型运载火箭的核心技术,为后续的空间站建设打下了坚实基础。想想看,它能够一次性将十几吨重的载荷送入太空,这在以前是难以想象的。这不仅仅是一次技术突破,更是中国航天自主创新能力的一次集中展现,意义非.............

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