2016年11月3日晚，我國新一代大推力、高可靠、無毒無污染運載火箭長征五號發射成功。長征五號研制與發射成功將對構建我國新一代無毒無污染運載火箭型譜發揮重要的牽引和輻射作用，使我國運載火箭整體技術水平向前邁進一大步，是我國由航天大國逐步邁向航天強國的重要標志。

長征五號為我國運載火箭升級換代里程碑工程，其發射成功標志著我國運載火箭規模成功實現由中型到大型的跨越。也標志著我國由航天大國邁向航天強國步伐加快。長征五號將進入由美國的“宇宙神”-5、“德爾塔”-4，俄羅斯的“質子”-M、“安哥拉”-5，歐洲的“阿麗亞娜”-5，日本的H-2系列運載火箭為代表的大型運載火箭市場。

據新華網報道，長征五號運載火箭實現了我國液體運載火箭直徑由3.35米至5米的跨越，采用5米直徑芯級，捆綁4枚3.35米直徑助推器，全長約57米，起飛重量約870噸；具備近地軌道（LEO）25噸級、地球同步轉移軌道（GTO）14噸級的運載能力，比現役火箭地球同步轉移軌道運載能力提升了2.5倍以上。

在航天飛行中，運載火箭是現在乃至將來很長一段時間內能夠將有效載荷送至外太空中的最有效的工具。長征五號是我國新一代大型運載火箭，那么什么樣的火箭才能稱之為大火箭呢？

大型運載火箭基本內涵

基本分類 按照運載能力劃分，運載火箭分為小型、中型、大型和重型四類。由于各國運載火箭技術發展階段存在差異，即使同一國家的不同歷史階段，對運載火箭的規模定義也不盡相同。

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

根據美國航空航天局的分類，運載火箭共分為5個級別，分別是探空火箭、輕型運載火箭、中型運載火箭、重型運載火箭、超重型運載火箭。探空火箭一般是指用于大氣環境研究，通常僅具有進入地球亞軌道飛行的能力，軌道高度距地面35~300千米；小型運載火箭近地軌道運載能力為2噸；中型運載火箭近地軌道運載能力在2~20噸；重型運載火箭近地軌道運載能力為20~50噸；超重型運載火箭近地軌道運載能力大于50噸。

中國和美國等西方國家對于運載火箭的基本分類是一致的，只是名稱叫法略有差異。

美國德爾塔IV型運載火箭發射

技術難點 運載火箭可以說是當今世界尖端的工業產品之一，而大型運載火箭則更是尖端中的尖端。大型運載火箭的研制、開發和制造涉及學科之廣，涉及要求之高都是前所未有的，在材料、設計、工藝、研發、制造等方面都有著非常高的水準，可謂是當今工業界之冠，其中涉及的大尺寸箱體焊接、大尺寸整流罩可靠解鎖、大集中力載荷擴散問題、高參數發動機底殼段防熱、管路線路、推進裝置、飛行控制裝置、通信裝置都是有著極高的要求。所以說，大型運載火箭的研制對國家工業體系的要求非常嚴格，大型運載火箭也從一個側面反映了一個國家的工業實力和綜合國力。其中有2個難點尤為突出。

難點一是大型運載火箭總體設計技術。大型運載火箭的總體設計是一個多學科多領域的綜合應用，它需要以基礎科學和技術科學為基礎，運用系統工程、仿真建模等現代設計理論和方法，綜合航天領域各學科的專業技術，協調各分系統設計和試驗，已完成最終設計。在現代先進科學技術和工業的基礎上，總體設計技術已發展成為一門新興的工程技術，它是航天工程的重要組成部分。火箭高速飛行過程中，其結構及各種設備的工作環境惡劣，劇烈的震動、沖擊、噪聲、過載和加熱，對大型運載火箭的結構和電子元器件提出了苛刻的要求，這需要以空氣動力學、固體力學、材料學、電子技術等為基礎，經過較長周期的研制和試驗才能攻克這些技術難題。除了這些技術難點外，還要考慮經濟性、通用性、適應性、可靠性等等。而相應的運載火箭總體設計師更是需要對各個子系統和相關技術工藝有足夠的掌握，其培養周期更長。這些無形中從各個方面增加了大型運載火箭總體設計的復雜性和難度。

難點二是大型運載火箭動力系統設計技術。液體火箭發動機是航天發射的主流，構造上比固體發動機復雜得多，主要由點火裝置，燃燒室，噴管，燃料輸送裝置組成。目前，國內外大型運載火箭的發動機更是清一色的大推力液體發動機，主要是因為液體火箭發動機的比沖高，推力范圍大，工作時間較長，能反復起動，能控制推力大小等優點。大推力的液體火箭發動機主要使用偏二甲肼/四氧化二氮、液氧煤油和液氫液氧三種燃料體系。比沖是衡量發動機性能的重要指標之一，其數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到了457秒，從中我們可以看到液氫液氧發動機的優勢。

低溫發動機火箭使用低溫液體為推進劑，一般為液氫和液氧。這類火箭燃料質量最輕，比沖強勁、容易調節，而且較為環保，目前只有美國、俄羅斯、中國、法國和日本擁有該技術。但是，氫氧火箭發動機研制的技術難度較大，西方國家憑借技術優勢，在這方面具有領先地位。美、俄、日、歐都有各自獨立的大推力氫氧發動機型號，其最大推力都在100噸以上。美國的“土星”-5號火箭的F-1發動機，進行了高達20萬秒的地面試車臺燃燒測試，蘇聯能源號火箭的RD-170發動機，也進行了10多萬秒的地面試車臺燃燒測試，在反復的燃燒測試中不斷優化發動機各項參數，緩解不穩定燃燒現象。

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