深度揭秘: 中國新一代運載火箭長征七號成功首發

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6月25日8時22分，我國全新研製的長征七號運載火箭，在新建的海南文昌航天發射場發射升空，成功將載荷送入預定軌道。在華麗而輝煌的瞬間背後，有著我國哪些全新技術的支持？選在文昌發射基地首飛又是什麼原因？

火箭噴出的烈焰在深藍的夜幕中格外耀眼，與皎潔的明月在天空中構成一幅引人入勝的畫面。響徹雲霄的轟鳴聲也和徐徐的海浪聲交織成一曲迷人的旋律......

6月25日上午，發射場區出現了陰雨天氣並伴有短時雷暴，海南文昌航天發射場氣象工作人員提高了數據分析密度。從下午至傍晚，發射窗口滿足發射的最低氣象條件。按照原計劃，我國新一代運載火箭長征七號在海南文昌航天發射場點火升空，成功完成任務。

我們都知道，中國擁有酒泉、西昌、太原等發射基地，為什麼又在海南建立了新的基地？其實這背後有著非凡的意義。

文昌基地的前身為中國發射亞軌道火箭的測試基地，於2009年9月開工，2014年10月竣工。它建於海南島東側海岸線，地廣人稀。當進行火箭發射時，火箭助推器和一級工作體工作完畢後可直接拋至太平洋內，大大降低誤傷人員的可能性。

文昌基地射向圖（圖片來源於航空航天港網站）

同時，受我國鐵道隧道直徑的限制，超過3.5m直徑的火箭載體均不能通過鐵路運輸。而目前的三大發射基地均處於中國內陸，嚴重依賴鐵路。文昌發射基地建成後，火箭各部分可通過遠望貨運船通過東海岸直接運入發射場進行吊裝。

長征七號火箭由遠望21號火箭運輸船直接從天津港運輸至文昌發射基地

當然最重要的一點，或許是文昌發射基地擁有極低的緯度了。對於軌道傾角接近0度的同步軌道衛星而言，西昌衛星發射中心的28.2°的緯度還是偏高了。這是因為，越靠近赤道，在發射時就可以獲得越大的初速度，在節約燃料的同時也就可以發射更大載重的火箭。

一直以來，中國的運載火箭都是通過洲際導彈改裝而成。長征2號系列就是DF-5B洲際導彈的衍生品，而長征3號系列就是在此基礎上多加一級推進器。而為了後續天宮二號、貨運飛船以及新的空間站的發射，我們迫切地需要更大載重的運載火箭。於是，中國航天科技集團公司著手研製長征七號運載火箭。

刷新中國航天多項紀錄

13.5噸！近地軌道運載能力最大

長征七號作為我國目前近地軌道運載能力最大的火箭，它的近地軌道運載能力達到13.5噸，是以往火箭的1.5倍。因此長征七號運載火箭將大大提升中國航天的綜合實力，加速創建航天強國的步伐。

發射佔位最短

長征七號運載火箭是我國目前發射佔位最短的火箭，為了適應海南多颱風的特點，也為了未來的高密度發射準備，長征七號需要具備在發射區快速發射的能力，與以往垂直轉運只運輸火箭不同，長征七號採用了更大、更快的新型活動發射平台，火箭和設備是同時垂直轉運，到達發射工位後不再需要測試，簡單準備後就能夠發射。

首次在海洋環境發射火箭

長征七號運載火箭是我國首次在海洋環境發射火箭，海南發射場與內陸發射場最大的不同是濕熱多雨、颱風頻繁的海洋氣候，而火箭上的許多精密儀器對外界環境是非常敏感的。因此長征七號的研發中有一個專門的攻關項目就是海南自然環境的適應技術，科研人員開展了許多試驗並最終通過了嚴格的考核驗證，所以現在長征七號具備在海南複雜氣象、氣候環境下全天候的發射能力。

「六大全新」的火箭

新動力——長征七號採用的是我國目前最先進的高壓補燃液氧煤油發動機，並且採用6台並聯起飛工作，起飛推力達到730噸。

新布局——在傳統的上、下兩支點捆綁的基礎上，大膽創新，採取上、中、下三支點捆綁技術，有效改善力學特性。長征七號因此「又高又瘦」，尤其助推器的長細比接近其他火箭的2倍。

新環境——由於採用了新型的多台大推力發動機並聯工作，長征七號的飛行環境十分惡劣，例如飛行最大熱流達到現役火箭的約1.5倍，給火箭的防熱設計帶來嚴峻考驗。

新結構——採用先進的全三維設計/製造技術，應用了高效率的等邊三角形網格結構，大大提升了研製生產水平。

新體制——為了實現高可靠性，採用三冗餘的1553B匯流排控制體制，採用了測量船、測控站和中繼衛星進行多重測控。

新測發——採用「新三垂」測發模式，新型活動發射平台規模達到現役火箭的2倍，可實現火箭和設備整體同時轉運，達到發射工位後簡單準備後即可點火發射，大大縮短髮射佔位時間，增強火箭的發射適應性。

「綠色」火箭

綠色能源——全部採用無毒無污染液氧煤油推進劑。

綠色材料——長征七號採用了上百種原材料，十幾萬件元器件，在材料的選擇上堅持環保選材的原則。例如採用了新型先進的低溫絕熱層材料替代傳統的發泡材料。

綠色工藝——專門開展工藝攻關，大大提高了工藝的先進性和環保性。例如採用先進的機械削銑代替化學腐蝕銑削，有效減少了腐蝕化學試劑對環境的污染。

由於長征七號運載火箭是作為按照載人航天標準研製的，因此它的可靠性係數很高。火箭在控制、增壓等關鍵設備都進行了冗餘設計，確保在故障情況下仍能工作，被視為火箭心臟的發動機在參加飛行前還開展點火試驗進行健康檢測等。通過可靠性設計，在全箭採用上千台設備、十幾萬件元器件的前提下，可靠性高。

「全數字化」火箭

長征七號運載火箭是國內首個實現全數字化設計、生產、試驗的運載火箭。

在研製立項之初型號隊伍就立意高遠，通過技術創新打造首個全數字化火箭。數字化技術對航天型號研製的推動作用在長征七號中發揮得淋漓盡致，通過數字化設計，提高了設計水平；通過數字化生產，縮短了生產周期；通過數字化試驗，降低了試驗成本。

長征七號通過發射貨運飛船，與長二F通過互補大大提高了我國載人航天在軌駐留試驗能力，未來還可應用於載人發射，大幅提高載人飛行的能力。

作為新一代中型運載火箭，長征七號與長征五號、長征六號火箭形成了中、大、小系列化、梯度合理、型譜較為完善的我國新一代運載火箭體系。

與長二F相比，長征七號顯著特點是運載能力更大，通過採用新型無毒無污染的大推力發動機實現了動力的更新換代、能力的跨越發展，運載能力達到長二F的1.5倍。

與長征五號、長征六號分別面向發射大型、小型有效載荷不同，長征七號為新一代中型運載火箭，主要面向中型有效載荷。例如對於近地軌道運載能力，長征六號、長征七號、長征五號分別可以達到1噸級、10噸級、20噸級，實現了各種需求的全面覆蓋。

形勢與前景

長征七號一方面在載人航天工程中將進一步發揮新火箭的優勢，除了完成後續既定計劃的多次貨運飛船發射任務外，通過一定子樣的飛行考核驗證後，還將具備執行載人飛船發射的能力。另一方面，通過簡單的適應性改造，長征七號短期內即可實現發射高、中、低軌各種應用衛星的能力，以滿足當前國內外主流衛星發射市場的迫切需求，打造成中國航天面向市場化、國際化的主力火箭和金牌火箭。預計到2021年左右，長征七號運載火箭各項技術趨於穩定時，將承擔我國80%左右的發射任務。

在國際上，除阿波羅計劃中所使用的土星五號（已退役）這類大殺器外，長征七號運載火箭的運載能力在世界現役運載火箭屬於佼佼者。未來運力更大的長征五號服役後，與長征七號形成高低搭配，將會使得中國火箭發射系統更加合理。

中國運載火箭的優點是可靠性好，發射成功率較高。我們經常會看到一些報道說國內的火箭發射成功率遠高於美國，其實這種說法是很不嚴謹的。受經濟條件等因素影響，中國只有長征一個系列的運載火箭，且是通過成熟的彈道導彈改進而出。而美國一直在不斷研發新的技術和型號，試驗階段發射成功率較低也是正常的。但在進行載人航天等發射時，美國還是依然會選取成熟穩定的發射系統。

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