长征五号的布局结构是什么样的?
长征五号系列运载火箭分为六种构型,用字母A-F表示,分别对应其下属的六款火箭。其中构型A、B、C为带助推器的一级火箭结构(即“一级半”),主要用于发射近地轨道航天器;构型D、E、F为带助推器的二级火箭结构(即“二级半”),主要用于发射高轨道航天器。其中构型D为基本型。
长征五号采用模块化设计,火箭各组成部分对应不同的模块:芯一级对应5米直径火箭芯级模块,芯二级对应5米直径火箭上面级模块,335米直径助推器对应335米直径火箭助推级模块,225米直径助推器对应225米直径火箭助推级模块四种基础模块根据不同方式搭配再加上整流罩等火箭部件就可以形成六种不同构型火箭。
长征五号基本型(即构型D)包含了上述所有4个模块,涵盖了系列火箭所有关键技术项目,结构具有代表性,下面以它为例进行火箭总体布局介绍。
长征五号运载火箭基本型为带助推的两级火箭。火箭由顶至下依次为卫星整流罩、子二级(上面级)、子一级、2个335米和2个225米直径助推器。
卫星整流罩采用冯·卡门气动外形泡沫夹层结构和横向线性分离装置。
在芯一级配置2台50吨级以液氢液氧为燃料的YF-77火箭发动机,第一级燃料箱旁捆绑了四个助推器,335米和225米直径助推器交替排列。335米直径助推器配置2台120吨级以液氧煤油为燃料的YF-100火箭发动机,225米直径助推器配置单台120吨液氧煤油发动机。芯二级(即上面级)采用改进的长征三号甲三子级膨胀循环氢氧发动机YF-75D作为主动力每个助推器上有一个稳定尾翼。
折叠芯一级
芯一级采用5米直径火箭芯级模块。5米直径模块采用全新的大直径技术,使用液氢和液氧作为推进剂,使用2台50吨级YF-77发动机双摆,以及相应的新的增压输送系统和伺服机构等。
为了简化操作、提高可靠性、降低成本,芯级采用独立结构的贮箱,而不采用共底结构。
长征五号一级氢箱生产中运用铣焊一体技术、内撑外压技术和辅助支撑技术等手段长征五号在箭体加工上使用了先进的搅拌摩擦焊技术。
折叠助推器
助推器与芯级的捆绑连接采用成熟的静定连接方式,为提高火箭的运载能力并改善结构的动特性,采用前支点传力方式,前支点设在箱间段。为降低分离过程中的冲击、提高可靠性,火箭的分离系统采用线性分离装置。助推器与芯级相同采用独立结构的贮箱。长征五号火箭推进剂储箱使用2219铝合金。
1、335米直径助推器
335米直径助推器继承中国长征二号等火箭芯级已有的335米直径技术,使用液氧和煤油推进剂,安装两台120吨级YF-100液氧煤油发动机,再加上与发动机配套的增压运输系统和伺服机构等。
2、225米直径助推器
225米直径模块继承长征二号等火箭助推器已有的225米直径技术,使用液氧煤油推进剂,安装一台120吨级YF-100液氧煤油发动机,再加上与发动机配套的增压运输系统和伺服机构等。
折叠芯二级
芯二级采用5米直径火箭上面级模块。同样作为5米直径模块,其采用全新的大直径技术,使用液氢和液氧作为推进剂,采用改进的长征三号甲三子级膨胀循环氢氧发动机YF-75D作为主动力,2次启动,发动机双摆,以及相应的新的增压输送系统和伺服机构等。另外芯二级采用无毒、无污染辅助动力系统,配有气氧煤油姿控发动机。
芯二级的液氢箱采用与芯一级氢箱相同的结构形式,液氧箱则采用直径335米悬挂贮箱。
折叠卫星整流罩
长征五号卫星整流罩是中国直径最大、质量最大的整流罩,直径52米,长度根据不同的下属型号而有所不同(详见“系列型号”一节)。
该整流罩首次采用了冯·卡门外形泡沫夹层结构和横向线性分离装置等新技术。
整流罩将与有效载荷一起垂直整体运输、吊装。
预祝长征五号卫星发射成功。
我国发射的第一个火箭是长征一号火箭。
长征一号(CZ-1)是为发射中国第一颗人造卫星而研制的三级运载火箭,全长2946米,最大直径225米,起飞质量815吨,近地轨道运载能力为300千克。
长征一号火箭共进行了两次发射,第一次是在1970年4月24日,成功将东方红一号送入预定轨道;第二次是在1971年3月3日,成功把实践一号科学试验卫星准确送入轨道。长征一号已经退役。
长征一号的一、二子级采用液体火箭发动机、惯性制导、三轴姿态稳定;三子级采用固体发动机、自旋稳定,无制导。
8月20日1时37分,长征二号丁运输火箭在西昌卫星发射中心成功发射遥感三十五号04组卫星A星、B星、C星。这标志着中国长征系列运输火箭完成持续103次发射成功,打破先前维持的持续102次发射成功记录。
从1996年10月20日长二丁火箭取得成功发射第17颗返回式卫星,至2011年8月6日长四乙火箭取得成功发射海洋二号卫星,中国长征系列火箭持续102次发射成功,历经15年。
但自2020年5月5日迄今,万里长征火箭创下了103次发射成功新的连赢记录,而实现这一记录仅历经2年3月。对于此事,航天科技集团发言人表明,“此次持续103次发射成功,只用时830多天,每8天完成一次发射每日任务,还造就了一天内持续2次发射成功的新记录。”
现阶段,中国航空航天已进入密度高的发射常态环节,长征系列运输火箭做为我国航天事业的中坚力量,早已实行433次(包含此次)发射每日任务,依次把700多个航天飞机送进外太空,在今年的航天科技集团计划安排50次左右的航空航天发射每日任务。
中国航天科技集团一院火箭权威专家、中国工程院教授龙乐豪表明,伴随着新一代万里长征火箭“大家族”的持续服现役、666发展壮大,新旧火箭还将继续向着高品质、高可靠和持续成功方位前行,完成全方位更替,再次高效率、靠谱地把各种航天飞机安全性送进预订路轨,为建设航天强国奉献更多的能量,为推动国家经济发展、服务项目需求侧改革和创造美好的生活带来更多协助。830多天,103次发射,大概8天一次,万里长征火箭创连赢记录!
倒序排列:
序号 运载火箭 发射日期 卫星 任务 发射基地 结果
103 CZ-3A 20071024 嫦娥一号 --- XSLC 成功
102 CZ-4C 20070919 资源一号 LEO TSLC 成功
101 CZ-3B 20070705 中星6B GTO XSLC 成功
100 CZ-3A 20070531 鑫诺三号 GTO XSLC 成功
99 CZ-2D 20070525 遥感卫星二号 LEO JSLC 成功
98 CZ-3B 20070514 尼日利亚一号卫星 GTO XSLC 成功
97 CZ-3A 20070414 北斗导航卫星 GTO XSLC 成功
96 CZ-2C 20070411 海洋一号B卫星 GTO TSLC 成功
95 CZ-3A 20070203 北斗导航卫星 GTO XSLC 成功
94 CZ-3A 20061208 风云二号05星 GTO XSLC 成功
93 CZ-3B 20061029 鑫诺二号卫星 GTO XSLC 成功
92 CZ-4B 20061024 实践六号卫星 SSO TSLC 成功
91 CZ-3A 20060913 烽火一号02星 GTO XSLC 成功
90 CZ-2C 20060909 实践八号卫星 LEO JSLC 成功
89 CZ-4B 20060427 遥感卫星一号 LEO JSLC 成功
88 CZ-2F 20051012 神舟六号飞船 LEO JSLC 成功
87 CZ-2D 20050829 返回式卫星 LEO JSLC 成功
86 CZ-2C 20050802 返回式卫星 LEO JSLC 成功
85 CZ-2D 20050706 实践七号卫星 SSO JSLC 成功
84 CZ-3B 20050412 亚太六号 GTO XSLC 成功
83 CZ-2C 20041118 实验二号 SSO XSLC 成功
82 CZ-4B 20041106 资源二号 SSO TSLC 成功
81 CZ-3A 20041019 风云二号C GTO XSLC 成功
80 CZ-2D 20040927 返回式卫星 LEO JSLC 成功
79 CZ-4B 20040909 实践六号 SSO TSLC 成功
78 CZ-2C 20040829 返回式卫星 LEO JSLC 成功
77 CZ-2C/SM 20040725 探测二号 极轨 TSLC 成功
76 CZ-2C 20040418 试验卫星一号/纳星一号 SSO XSLC 成功
75 CZ-2C/SM 20031230 探测一号 高轨道 XSLC 成功
74 CZ-3A 20031115 中星20号 GTO XSLC 成功
73 CZ-2D 20031103 返回式卫星 LEO JSLC 成功
72 CZ-4B 20031021 资源一号02星 SSO TSLC 成功
71 CZ-2F 20031015 神舟五号飞船 LEO JSLC 成功
70 CZ-3A 20030525 北斗一号 GTO XSLC 成功
69 CZ-2F 20021230 神舟四号飞船 LEO JSLC 成功
68 CZ-4B 20021027 资源二号 SSO TSLC 成功
67 CZ-4B 20020515 海洋1号/风云1号D SSO TSLC 成功
66 CZ-2F F-03 20020325 神舟三号飞船 LEO JSLC 成功
65 CZ-2F F-02 20010110 神舟二号飞船 LEO JSLC 成功
64 CZ-3A F-06 20001221 北斗导航试验卫星 GTO XSLC 成功
63 CZ-3A F-05 20001031 北斗导航试验卫星 GTO XSLC 成功
62 CZ-4B F-05 20000901 资源二号 SSO TSLC 成功
61 CZ-3 F-13 20000625 风云二号 GTO XSLC 成功
60 CZ-3A F-04 20000126 中星22号 GTO XSLC 成功
59 CZ-2F F-01 991120 神舟 载人飞船 LEO JSLC 成功
58 CZ-4B F-04 991014 资源一号/实践五号 SSO TSLC 成功
57 CZ-2C F-21 990612 铱星 LEO TSLC 成功
56 CZ-4 F-03 990510 风云一号 SSO TSLC 成功
55 CZ-2C F-20 981219 铱星 LEO TSLC 成功
54 CZ-2C F-19 980820 铱星 LEO TSLC 成功
53 CZ-3B F-05 980718 鑫诺一号 GTO XSLC 成功
52 CZ-3B F-04 980530 中卫一号 GTO XSLC 成功
51 CZ-2C F-18 980502 铱星 LEO TSLC 成功
50 CZ-2C F-17 980326 铱星 LEO TSLC 成功
49 CZ-2C F-16 971208 铱星 LEO TSLC 成功
48 CZ-3B F-03 971017 亚太二号R GTO XSLC 成功
47 CZ-2C F-15 970901 铱星 LEO TSLC 成功
46 CZ-3B F-02 970820 马部海卫星 GTO XSLC 成功
45 CZ-3 F-12 970610 风云二号 GTO XSLC 成功
44 CZ-3A F-03 970512 东方红三号 GTO XSLC 成功
43 CZ-2D F03 961020 返回式卫星 LEO JSLC 成功
42 CZ-3 F-11 960818 中星七号 GTO XSLC 失败
41 CZ-3 F-10 960703 亚太一号甲 GTO XSLC 成功
40 CZ-3B F-01 960215 国际星708号 GTO XSLC 失败
39 CZ-2E F-07 951228 艾科斯达一号 GTO XSLC 成功
38 CZ-2E F-06 951128 亚洲二号 GTO XSLC 成功
37 CZ-2E F-05 950126 亚太二号 GTO XSLC 失败
36 CZ-3A F-02 941130 东方红三号 GTO XSLC 成功
35 CZ-2E F-04 940828 澳星B3 GTO XSLC 成功
34 CZ-3 F-09 940721 亚太一号 GTO XSLC 成功
33 CZ-2D F-02 940703 返回式卫星 LEO JSLC 成功
32 CZ-3A F-01 940208 实践四号和模拟星 GTO XSLC 成功
31 CZ-2C F-14 931008 返回式卫星 LEO JSLC 成功
30 CZ-2E F-03 921221 澳星B2 GTO XSLC 失败
29 CZ-2C F-13 921005 瑞典弗利亚科学卫星和返回式卫星一号甲 LEO JSLC 成功
28 CZ-2E F-02 920814 澳星B1 GTO XSLC 成功
27 CZ-2D F-01 920809 返回式卫星 LEO JSLC 成功
26 CZ-3 F-08 911228 东方红二号甲 GTO XSLC 失败
25 CZ-2C F-12 901005 返回式卫星 LEO JSLC 成功
24 CZ-4 F-02 900903 风云一号和模拟星 SSO TSLC 成功
23 CZ-2E F-01 900716 巴基斯坦科学实验卫星 LEO XSLC 成功
22 CZ-3 F-07 900407 亚星一号 GTO XSLC 成功
21 CZ-3 F-06 900204 东方红二号甲 GTO XSLC 成功
20 CZ-3 F-05 881222 东方红二号甲 GTO XSLC 成功
19 CZ-4 F-01 880907 风云一号 SSO TSLC 成功
18 CZ-2C F-11 880805 返回式卫星 LEO JSLC 成功
17 CZ-3 F-04 880307 东方红二号甲 GTO XSLC 成功
16 CZ-2C F-10 870909 返回式卫星 LEO JSLC 成功
15 CZ-2C F-09 870805 返回式卫星 LEO JSLC 成功
14 CZ-2C F-08 861006 返回式卫星 LEO JSLC 成功
13 CZ-3 F-03 860201 东方红二号甲 GTO XSLC 成功
12 CZ-2C F-07 851021 返回式卫星 LEO JSLC 成功
11 CZ-2C F-06 840912 返回式卫星 LEO JSLC 成功
10 CZ-3 F-02 840408 东方红二号 GTO XSLC 成功
9 CZ-3 F-01 840129 东方红二号 GTO XSLC 失败
8 CZ-2C F-05 830819 返回式卫星 LEO JSLC 成功
7 CZ-2C F-04 820909 返回式卫星 LEO JSLC 成功
6 CZ-2C F-03 780126 返回式卫星 LEO JSLC 成功
5 CZ-2C F-02 761207 返回式卫星 LEO JSLC 成功
4 CZ-2C F-01 751126 返回式卫星 LEO JSLC 成功
3 CZ-2 F-01 741105 返回式卫星 LEO JSLC 失败
2 CZ-1 F-02 710303 实践一号 LEO JSLC 成功
1 CZ-1 F-01 700424 东方红一号 LEO JSLC 成功
说明:
轨道类型中:LEO表示近地轨道,GTO同步转移轨道,SSO太阳同步轨道。
长征2号运载火箭是用于发射我国载人航天器的运载火箭。先后把11艘神舟号宇宙飞船和天宫号轨道空间站发射上了太空。大家都以为这枚火箭很大,它的起飞重量在480吨,近地轨道的运载能力在84吨。
》不比不知道,跟大火箭比起来,长征2号运载火箭就是牙签。
目前,世界上最大的运载火箭是Space x公司的重型猎鹰,发射重量达到1400吨。而传奇运载火箭土星5号,是美国用来发射阿波罗系列登月飞船的运载工具,它的起飞重量更是高达3000吨。
前苏联为了登月,曾经造出过一个起飞重量和土星5号运载火箭相当的运载火箭N1。使用了几十台小的火箭发动机进行并联工作,才实现了巨大的推力。但是并联工作的火箭发动机总体可靠性差,所以这枚火箭发射了几次都失败了。
作为工作在高温高压下等极其严苛环境下的火箭发动机,它的设计和生产难度都非常大。一旦发动机出现问题,就会出现箭毁人亡的事故。
如果一台发动机的可靠性是999%。100台发动机并联以后,整体可靠性就会降低到90%。所以为了实现大推力的运载火箭,不能靠小型发动机并联来解决推力不足的问题,必须独立研制大型的火箭发动机,而所有大型运载火箭的成功关键都卡在大型火箭发动机上。
天体在太空中永恒运动,不会停止。所以,不管是星际宇航,还是发射卫星都有一个最佳的时间窗口发射期。
》从地球向火星发射火箭,每二十六个月才会有一次发射窗口。
如果用中等推力的运载火箭,通过多次发射航天部件,在太空中搭建成一个大的航天器的办法,会消耗较多时间,有可能错过发射窗口期。
所以,虽然像长征2号这样的中等推力运载火箭已经能执行相当多的任务。但是飞往火星和飞往月球的任务,这样的火箭还是很难胜任的。
火箭发动机的研制难度和火箭发动机的燃料有关。其中最容易研发,而且发动机推力可以做的很大的是使用偏二甲肼的火箭发动机,一般我们称它为“大毒发”!因为偏二甲肼是一种剧毒的物质。
使用偏二甲肼作为燃料,可以轻松的把火箭发动机的推力搞到500吨以上。
当然,在过去的航天发射中,基本上所有的航天器都是一次性使用的,火箭发射成本主要在于火箭本身。
》将来火箭发展的趋势,是为了满足太空的持续开发,需要大幅降低火箭的发射成本。这个时候,就必须使用重复性的运载火箭。
在可重复运载火箭中,燃料成本占了决定性的比例。在这种情况下,偏二甲肼作为燃料,不仅有毒,而且成本偏高。
目前,作为重复使用火箭发动机的燃料,最适合的是甲烷、液氧,或者是煤油、液氧。
但是煤油、液氧发动机的问题是容易积炭,推力相对来说比氢氧火箭发动机容易做大。所以,一般液氧煤油火箭发动机用在大推力的一级。
火箭发动机推进效率有一个专业的航天术语叫做比冲。根据动量守恒,火箭前进所获得的动量,与火箭喷出燃料的动量相等。喷出燃料的动量越大,火箭推进的效率越高。动量又称为冲量,比冲就是衡量火箭发动机燃料效率的指标。按照比冲来说,氢氧发动机的效率最高。(作者注:一般把 ft称为冲量,实际上ft=(ma)t=m(at)=mv。)
但是液氢的制备、储备成本非常高,同时考虑经济性和发动机的研发难度,使用液氧、煤油的火箭发动机最适合做大的。
上个月,我国发射成功的长征5号运载火箭,它的一级发动机就是YF100液氧煤油发动机。
》Yf100的推力是120吨。我们国家现在正在研制的液氧、煤油发动机的最大推力可以达到450吨。
5台450吨的液氧煤油发动机并联,可以推动2000吨的重型运载火箭。这种发动机将用在我们国家正在研制,并且打算在2028年发射的长征9运载火箭。
在使用助推器以后,长征9号运载火箭的整个发射重量可以达到4000吨,一举达到地球第一。可以一次性的把150吨重的航天器送入近地轨道。
长征9号运载火箭研制成功以后,我国的火箭才会真正的进入世界一级梯队。
长征五号的布局结构是什么样的?
本文2023-10-21 22:47:49发表“资讯”栏目。
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