2016年11月3日晚，我國(guó)新一代大推力、高可靠、無(wú)毒無(wú)污染運(yùn)載火箭長(zhǎng)征五號(hào)發(fā)射成功。長(zhǎng)征五號(hào)研制與發(fā)射成功將對(duì)構(gòu)建我國(guó)新一代無(wú)毒無(wú)污染運(yùn)載火箭型譜發(fā)揮重要的牽引和輻射作用，使我國(guó)運(yùn)載火箭整體技術(shù)水平向前邁進(jìn)一大步，是我國(guó)由航天大國(guó)逐步邁向航天強(qiáng)國(guó)的重要標(biāo)志。

長(zhǎng)征五號(hào)為我國(guó)運(yùn)載火箭升級(jí)換代里程碑工程，其發(fā)射成功標(biāo)志著我國(guó)運(yùn)載火箭規(guī)模成功實(shí)現(xiàn)由中型到大型的跨越。也標(biāo)志著我國(guó)由航天大國(guó)邁向航天強(qiáng)國(guó)步伐加快。長(zhǎng)征五號(hào)將進(jìn)入由美國(guó)的“宇宙神”-5、“德?tīng)査?4，俄羅斯的“質(zhì)子”-M、“安哥拉”-5，歐洲的“阿麗亞娜”-5，日本的H-2系列運(yùn)載火箭為代表的大型運(yùn)載火箭市場(chǎng)。

據(jù)新華網(wǎng)報(bào)道，長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭實(shí)現(xiàn)了我國(guó)液體運(yùn)載火箭直徑由3.35米至5米的跨越，采用5米直徑芯級(jí)，捆綁4枚3.35米直徑助推器，全長(zhǎng)約57米，起飛重量約870噸；具備近地軌道（LEO）25噸級(jí)、地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）14噸級(jí)的運(yùn)載能力，比現(xiàn)役火箭地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力提升了2.5倍以上。

在航天飛行中，運(yùn)載火箭是現(xiàn)在乃至將來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)能夠?qū)⒂行лd荷送至外太空中的最有效的工具。長(zhǎng)征五號(hào)是我國(guó)新一代大型運(yùn)載火箭，那么什么樣的火箭才能稱(chēng)之為大火箭呢？

大型運(yùn)載火箭基本內(nèi)涵

基本分類(lèi) 按照運(yùn)載能力劃分，運(yùn)載火箭分為小型、中型、大型和重型四類(lèi)。由于各國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)發(fā)展階段存在差異，即使同一國(guó)家的不同歷史階段，對(duì)運(yùn)載火箭的規(guī)模定義也不盡相同。

在我國(guó)，一般將近地軌道運(yùn)載能力2噸及以下的火箭稱(chēng)為小型運(yùn)載火箭，近地軌道運(yùn)載能力2～20噸的火箭稱(chēng)為中型運(yùn)載火箭，近地軌道運(yùn)載能力20～50噸的火箭稱(chēng)為大型運(yùn)載火箭，近地軌道運(yùn)載能力50噸級(jí)及以上的火箭稱(chēng)為重型運(yùn)載火箭。

根據(jù)美國(guó)航空航天局的分類(lèi)，運(yùn)載火箭共分為5個(gè)級(jí)別，分別是探空火箭、輕型運(yùn)載火箭、中型運(yùn)載火箭、重型運(yùn)載火箭、超重型運(yùn)載火箭。探空火箭一般是指用于大氣環(huán)境研究，通常僅具有進(jìn)入地球亞軌道飛行的能力，軌道高度距地面35~300千米；小型運(yùn)載火箭近地軌道運(yùn)載能力為2噸；中型運(yùn)載火箭近地軌道運(yùn)載能力在2~20噸；重型運(yùn)載火箭近地軌道運(yùn)載能力為20~50噸；超重型運(yùn)載火箭近地軌道運(yùn)載能力大于50噸。

中國(guó)和美國(guó)等西方國(guó)家對(duì)于運(yùn)載火箭的基本分類(lèi)是一致的，只是名稱(chēng)叫法略有差異。

美國(guó)德?tīng)査蘒V型運(yùn)載火箭發(fā)射

技術(shù)難點(diǎn) 運(yùn)載火箭可以說(shuō)是當(dāng)今世界尖端的工業(yè)產(chǎn)品之一，而大型運(yùn)載火箭則更是尖端中的尖端。大型運(yùn)載火箭的研制、開(kāi)發(fā)和制造涉及學(xué)科之廣，涉及要求之高都是前所未有的，在材料、設(shè)計(jì)、工藝、研發(fā)、制造等方面都有著非常高的水準(zhǔn)，可謂是當(dāng)今工業(yè)界之冠，其中涉及的大尺寸箱體焊接、大尺寸整流罩可靠解鎖、大集中力載荷擴(kuò)散問(wèn)題、高參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)底殼段防熱、管路線(xiàn)路、推進(jìn)裝置、飛行控制裝置、通信裝置都是有著極高的要求。所以說(shuō)，大型運(yùn)載火箭的研制對(duì)國(guó)家工業(yè)體系的要求非常嚴(yán)格，大型運(yùn)載火箭也從一個(gè)側(cè)面反映了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)實(shí)力和綜合國(guó)力。其中有2個(gè)難點(diǎn)尤為突出。

難點(diǎn)一是大型運(yùn)載火箭總體設(shè)計(jì)技術(shù)。大型運(yùn)載火箭的總體設(shè)計(jì)是一個(gè)多學(xué)科多領(lǐng)域的綜合應(yīng)用，它需要以基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)科學(xué)為基礎(chǔ)，運(yùn)用系統(tǒng)工程、仿真建模等現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法，綜合航天領(lǐng)域各學(xué)科的專(zhuān)業(yè)技術(shù)，協(xié)調(diào)各分系統(tǒng)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)，已完成最終設(shè)計(jì)。在現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的基礎(chǔ)上，總體設(shè)計(jì)技術(shù)已發(fā)展成為一門(mén)新興的工程技術(shù)，它是航天工程的重要組成部分?；鸺咚亠w行過(guò)程中，其結(jié)構(gòu)及各種設(shè)備的工作環(huán)境惡劣，劇烈的震動(dòng)、沖擊、噪聲、過(guò)載和加熱，對(duì)大型運(yùn)載火箭的結(jié)構(gòu)和電子元器件提出了苛刻的要求，這需要以空氣動(dòng)力學(xué)、固體力學(xué)、材料學(xué)、電子技術(shù)等為基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)周期的研制和試驗(yàn)才能攻克這些技術(shù)難題。除了這些技術(shù)難點(diǎn)外，還要考慮經(jīng)濟(jì)性、通用性、適應(yīng)性、可靠性等等。而相應(yīng)的運(yùn)載火箭總體設(shè)計(jì)師更是需要對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)和相關(guān)技術(shù)工藝有足夠的掌握，其培養(yǎng)周期更長(zhǎng)。這些無(wú)形中從各個(gè)方面增加了大型運(yùn)載火箭總體設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和難度。

難點(diǎn)二是大型運(yùn)載火箭動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)。液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是航天發(fā)射的主流，構(gòu)造上比固體發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)雜得多，主要由點(diǎn)火裝置，燃燒室，噴管，燃料輸送裝置組成。目前，國(guó)內(nèi)外大型運(yùn)載火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)更是清一色的大推力液體發(fā)動(dòng)機(jī)，主要是因?yàn)橐后w火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的比沖高，推力范圍大，工作時(shí)間較長(zhǎng)，能反復(fù)起動(dòng)，能控制推力大小等優(yōu)點(diǎn)。大推力的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)主要使用偏二甲肼/四氧化二氮、液氧煤油和液氫液氧三種燃料體系。比沖是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)性能的重要指標(biāo)之一，其數(shù)值越大表示燃料的效能越高，偏二甲肼/四氧化二氮組合的比沖為348秒，液氧煤油組合的比沖為347秒，液氫液氧組合的比沖達(dá)到了457秒，從中我們可以看到液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)。

低溫發(fā)動(dòng)機(jī)火箭使用低溫液體為推進(jìn)劑，一般為液氫和液氧。這類(lèi)火箭燃料質(zhì)量最輕，比沖強(qiáng)勁、容易調(diào)節(jié)，而且較為環(huán)保，目前只有美國(guó)、俄羅斯、中國(guó)、法國(guó)和日本擁有該技術(shù)。但是，氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研制的技術(shù)難度較大，西方國(guó)家憑借技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在這方面具有領(lǐng)先地位。美、俄、日、歐都有各自獨(dú)立的大推力氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)，其最大推力都在100噸以上。美國(guó)的“土星”-5號(hào)火箭的F-1發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行了高達(dá)20萬(wàn)秒的地面試車(chē)臺(tái)燃燒測(cè)試，蘇聯(lián)能源號(hào)火箭的RD-170發(fā)動(dòng)機(jī)，也進(jìn)行了10多萬(wàn)秒的地面試車(chē)臺(tái)燃燒測(cè)試，在反復(fù)的燃燒測(cè)試中不斷優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)各項(xiàng)參數(shù)，緩解不穩(wěn)定燃燒現(xiàn)象。

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