深度揭秘: 中国新一代运载火箭长征七号成功首发

6月25日8时22分，我国全新研制的长征七号运载火箭，在新建的海南文昌航天发射场发射升空，成功将载荷送入预定轨道。在华丽而辉煌的瞬间背后，有着我国哪些全新技术的支持？选在文昌发射基地首飞又是什么原因？

物理竞赛

火箭喷出的烈焰在深蓝的夜幕中格外耀眼，与皎洁的明月在天空中构成一幅引人入胜的画面。响彻云霄的轰鸣声也和徐徐的海浪声交织成一曲迷人的旋律……

6月25日上午，发射场区出现了阴雨天气并伴有短时雷暴，海南文昌航天发射场气象工作人员提高了数据分析密度。从下午至傍晚，发射窗口满足发射的最低气象条件。按照原计划，我国新一代运载火箭长征七号在海南文昌航天发射场点火升空，成功完成任务。

为什么是文昌发射基地

我们都知道，中国拥有酒泉、西昌、太原等发射基地，为什么又在海南建立了新的基地？其实这背后有着非凡的意义。

文昌基地的前身为中国发射亚轨道火箭的测试基地，于2009年9月开工，2014年10月竣工。它建于海南岛东侧海岸线，地广人稀。当进行火箭发射时，火箭助推器和一级工作体工作完毕后可直接抛至太平洋内，大大降低误伤人员的可能性。

同时，受我国铁道隧道直径的限制，超过3.5m直径的火箭载体均不能通过铁路运输。而目前的三大发射基地均处于中国内陆，严重依赖铁路。文昌发射基地建成后，火箭各部分可通过远望货运船通过东海岸直接运入发射场进行吊装。

长征七号火箭由远望21号火箭运输船直接从天津港运输至文昌发射基地

当然最重要的一点，或许是文昌发射基地拥有极低的纬度了。对于轨道倾角接近0度的同步轨道卫星而言，西昌卫星发射中心的28.2°的纬度还是偏高了。这是因为，越靠近赤道，在发射时就可以获得越大的初速度，在节约燃料的同时也就可以发射更大载重的火箭。

走近长征七号

一直以来，中国的运载火箭都是通过洲际导弹改装而成。长征2号系列就是DF-5B洲际导弹的衍生品，而长征3号系列就是在此基础上多加一级推进器。而为了后续天宫二号、货运飞船以及新的空间站的发射，我们迫切地需要更大载重的运载火箭。于是，中国航天科技集团公司着手研制长征七号运载火箭。

刷新中国航天多项纪录

▶ 13.5吨！近地轨道运载能力最大

长征七号作为我国目前近地轨道运载能力最大的火箭，它的近地轨道运载能力达到13.5吨，是以往火箭的1.5倍。因此长征七号运载火箭将大大提升中国航天的综合实力，加速创建航天强国的步伐。

▶ 发射占位最短

长征七号运载火箭是我国目前发射占位最短的火箭，为了适应海南多台风的特点，也为了未来的高密度发射准备，长征七号需要具备在发射区快速发射的能力，与以往垂直转运只运输火箭不同，长征七号采用了更大、更快的新型活动发射平台，火箭和设备是同时垂直转运，到达发射工位后不再需要测试，简单准备后就能够发射。

▶ 首次在海洋环境发射火箭

长征七号运载火箭是我国首次在海洋环境发射火箭，海南发射场与内陆发射场最大的不同是湿热多雨、台风频繁的海洋气候，而火箭上的许多精密仪器对外界环境是非常敏感的。因此长征七号的研发中有一个专门的攻关项目就是海南自然环境的适应技术，科研人员开展了许多试验并最终通过了严格的考核验证，所以现在长征七号具备在海南复杂气象、气候环境下全天候的发射能力。

“六大全新”的火箭

新动力——长征七号采用的是我国目前最先进的高压补燃液氧煤油发动机，并且采用6台并联起飞工作，起飞推力达到730吨。

新布局——在传统的上、下两支点捆绑的基础上，大胆创新，采取上、中、下三支点捆绑技术，有效改善力学特性。长征七号因此“又高又瘦”，尤其助推器的长细比接近其他火箭的2倍。

新环境——由于采用了新型的多台大推力发动机并联工作，长征七号的飞行环境十分恶劣，例如飞行最大热流达到现役火箭的约1.5倍，给火箭的防热设计带来严峻考验。

新结构——采用先进的全三维设计/制造技术，应用了高效率的等边三角形网格结构，大大提升了研制生产水平。

新体制——为了实现高可靠性，采用三冗余的1553B总线控制体制，采用了测量船、测控站和中继卫星进行多重测控。

新测发——采用“新三垂”测发模式，新型活动发射平台规模达到现役火箭的2倍，可实现火箭和设备整体同时转运，达到发射工位后简单准备后即可点火发射，大大缩短发射占位时间，增强火箭的发射适应性。

“绿色”火箭

绿色能源——全部采用无毒无污染液氧煤油推进剂。
绿色材料——长征七号采用了上百种原材料，十几万件元器件，在材料的选择上坚持环保选材的原则。例如采用了新型先进的低温绝热层材料替代传统的发泡材料。
绿色工艺——专门开展工艺攻关，大大提高了工艺的先进性和环保性。例如采用先进的机械削铣代替化学腐蚀铣削，有效减少了腐蚀化学试剂对环境的污染。

“高可靠性”火箭

由于长征七号运载火箭是作为按照载人航天标准研制的，因此它的可靠性系数很高。火箭在控制、增压等关键设备都进行了冗余设计，确保在故障情况下仍能工作，被视为火箭心脏的发动机在参加飞行前还开展点火试验进行健康检测等。通过可靠性设计，在全箭采用上千台设备、十几万件元器件的前提下，可靠性高。

“全数字化”火箭

长征七号运载火箭是国内首个实现全数字化设计、生产、试验的运载火箭。
在研制立项之初型号队伍就立意高远，通过技术创新打造首个全数字化火箭。数字化技术对航天型号研制的推动作用在长征七号中发挥得淋漓尽致，通过数字化设计，提高了设计水平；通过数字化生产，缩短了生产周期；通过数字化试验，降低了试验成本。

与其他火箭的区别

长征七号通过发射货运飞船，与长二F通过互补大大提高了我国载人航天在轨驻留试验能力，未来还可应用于载人发射，大幅提高载人飞行的能力。

作为新一代中型运载火箭，长征七号与长征五号、长征六号火箭形成了中、大、小系列化、梯度合理、型谱较为完善的我国新一代运载火箭体系。

与长二F相比，长征七号显著特点是运载能力更大，通过采用新型无毒无污染的大推力发动机实现了动力的更新换代、能力的跨越发展，运载能力达到长二F的1.5倍。

与长征五号、长征六号分别面向发射大型、小型有效载荷不同，长征七号为新一代中型运载火箭，主要面向中型有效载荷。例如对于近地轨道运载能力，长征六号、长征七号、长征五号分别可以达到1吨级、10吨级、20吨级，实现了各种需求的全面覆盖。

形势与前景

长征七号一方面在载人航天工程中将进一步发挥新火箭的优势，除了完成后续既定计划的多次货运飞船发射任务外，通过一定子样的飞行考核验证后，还将具备执行载人飞船发射的能力。另一方面，通过简单的适应性改造，长征七号短期内即可实现发射高、中、低轨各种应用卫星的能力，以满足当前国内外主流卫星发射市场的迫切需求，打造成中国航天面向市场化、国际化的主力火箭和金牌火箭。预计到2021年左右，长征七号运载火箭各项技术趋于稳定时，将承担我国80%左右的发射任务。

在国际上，除阿波罗计划中所使用的土星五号（已退役）这类大杀器外，长征七号运载火箭的运载能力在世界现役运载火箭属于佼佼者。未来运力更大的长征五号服役后，与长征七号形成高低搭配，将会使得中国火箭发射系统更加合理。

中国运载火箭的优点是可靠性好，发射成功率较高。我们经常会看到一些报道说国内的火箭发射成功率远高于美国，其实这种说法是很不严谨的。受经济条件等因素影响，中国只有长征一个系列的运载火箭，且是通过成熟的弹道导弹改进而出。而美国一直在不断研发新的技术和型号，试验阶段发射成功率较低也是正常的。但在进行载人航天等发射时，美国还是依然会选取成熟稳定的发射系统。

文章来源于知社学术圈

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