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重磅│长征七号首飞成功！详解背后的创新成就

发表于讨论求助 2023-05-10 14:56:27

成功了！

中国新一代中型运载火箭长征七号，于6月25日20点在我国首个海滨发射场——海南文昌航天发射场首飞成功，我国载人航天工程空间实验室任务的序幕正式拉开。

长七火箭为何如此重要？

长征七号运载火箭由中国航天科技集团公司一院历经8年多抓总研制而成，是为满足我国载人空间站工程发射货运飞船的需求和未来载人运载火箭更新换代的长远需求，全新研制的新一代高可靠、高安全的中型运载火箭。

空间实验室任务大幕拉开

长征七号运载火箭首飞，是载人航天工程空间实验室飞行任务的开局之战，实现了“成功首飞”的预定目标，为后续任务打下了坚实基础。

作为空间实验室任务的重要组成部分，我国今年下半年还将发射天宫二号空间实验室和神舟十一号飞船。明年，长七火箭将发射我国首个空间货运飞船——天舟一号，为我国长期有人照料的空间站搭建起“天地运输走廊”。

新一代火箭：未来的“主力军”

这是长征系列运载火箭的第230次飞行。此次发射，旨在验证长征七号运载火箭设计正确性和各项性能指标，考核海南文昌航天发射场系统执行任务能力，检验工程相关系统间的协调性和匹配性。

未来，发射可靠性达到0.98的长七火箭还有望成为新一代载人火箭，用于发射新一代载人飞船，长七火箭将成为我国未来航天发射任务的“主力军”，承担我国80%左右的发射任务。

长征七号运载火箭的首飞成功是继2015年长征六号、长征十一号顺利首飞后，我国新一代运载火箭中第三个成功首飞的成员，标志着我国在载人航天工程和新一代运载火箭研制中取得了重大突破，对于完善我国运载火箭型谱、提升进入空间能力具有重大意义。

我国目前研制规模和技术跨度最大的航天运输系统工程——长征五号运载火箭将于今年下半年实施首飞。届时，我国新一代运载火箭全部在研型号将得到全面技术验证。

长七火箭实现了哪些创新？

长七火箭采用“两级半”构型，总长53.1米，芯级直径3.35米，捆绑4个2.25米的助推器，起飞重量597吨，运载能力将达到近地轨道13.5吨、太阳同步轨道5.5吨，达到国外同类火箭先进水平。远征-1A上面级是远征一号上面级的改进型，具备多次启动的能力，可以更加机动灵活地将多个不同需求的载荷送入相应的轨道位置。

长征七号火箭与远征-1A上面级共携带了5类6项不同需求的载荷，其中包括由中国航天科技集团公司五院抓总研制的多用途飞船缩比返回舱。该返回舱的发射，开启了我国新一代载人飞船研制工程的序幕。
采用了我国具有自主知识产权的18吨和120吨两种新型液氧/煤油发动机，无毒、无污染，是一枚绿色环保火箭。
首次尝试应用“新三垂”测发模式，将火箭在发射区的工作时间缩短至3天，采用全三维无纸设计和制造技术，实现了全数字化研制新模式，全新防护设计技术让火箭较好地适应沿海发射场高热、高湿、高盐雾的环境特点。
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要把长七送上天，总共分几步？

长征七号的首飞将作为我国载人航天工程空间实验室任务阶段的“发令枪”，刷新中国航天多个纪录。长征七号其实身上还有很多特别的“标签”以及不为人知的“黑科技”。我们就通过一个5分钟的动画，来了解一下长征七号从合体转运到发射的全过程。

▲三维动画还原火箭合体转运全过程

（视频来源：中国运载火箭技术研究院）

海运文昌

▲2016年5月14日，远望21号火箭运输船驶入海南文昌清澜港。

长征七号是我国第一个通过海运运输的运载火箭。

为什么要海运？公路运输距离过长且颠簸；铁路运输则由于受中国铁路隧道直径的限制，超过3.5米直径的火箭就不能通过；海运则显得更为平稳、舒适。打个形象的比喻：火箭从公路、铁路运输，就像坐“硬板床”；乘船从海上运输，就好似坐“沙发”。

车间组装

吊装载荷

长征七号采用了“新三垂”测发模式，即垂直总装、垂直测试、垂直转场，缩短了射前准备时间，提高了发射可靠性。

垂直转运

长征七号火箭在转场过程中要拐4个60度的弯。为何要拐弯？因为在海南文昌发射场，“长五”火箭的转运轨道是笔直的。“长七”火箭从技术阵地转到发射阵地，必须拐弯。设计人员通过大量计算得出，转弯半径必须为20米，最大转弯角度在60度左右，这样火箭转弯最省劲儿。

火箭发射平台长26米、宽23米、重1800吨，这个“大家伙”又没有方向盘，转弯可没有那么简单。设计人员经过3年的努力，才取得发射平台转弯行走试验的成功。我国也是继美国、欧空局、日本之后第4个掌握“发射平台转弯行走技术”的国家。

脐带供给

现役火箭的管道、电缆都在发射塔架上，这些“脐带”要一直工作到火箭起飞前。而长七有了专门的承载火箭加注管道、供气管道的装置——脐带塔。它的两侧装有6根摆杆，内部铺设有加注、供气、空调管路和箭上众多控制电缆，以及配气台和中频电源房间，因此它的结构及组成是最复杂的。这也意味着我国运载火箭的研制技术又迈出了一大步。

煤油加注

长征七号火箭使用的是液氧煤油推进剂，先加注煤油再加注液氧，液氧加注一般分为三个过程：

第一步：先用小部分液氧加注进入储箱，对储箱进行预冷却；

第二步：预冷工作完成后，会进行大流量加注，直到加至储箱容量90%左右；

第三步：最后进行小流量加注，确保加注精准符合要求。

燃料加注后可以停放24小时，这也创造了低温燃料停放时间最长纪录。

发射塔机架打开准备点火发射

发射塔机架打开后，火箭就进入倒计时发射状态。和以往长征系列火箭发射相比，长征七号在接到零号指挥员下达的“点火”指令后，将进入短暂的“沉寂期”。约7.4秒后，长征七号才会喷射出白色火焰。

为何会有7.4秒的延时？长征七号火箭点火原理是通过高压煤油本身冲破点火器，推到预燃室，再进入发动机。由于高压补燃会多出5秒的泄压时间，所以导致喷火时间延后，7.4秒后才能看到火焰。

央企合力共助长七

长征七号运载火箭由中国航天科技集团公司一院抓总研制而成。此外，，做出了重要贡献。兄弟齐心，其力断金！比如——

航天科工：八大类产品技术全力保障

中国电科：装配“大脑”和“眼睛”

中国电科作为载人航天工程副总指挥单位，共有14个成员单位参加了长征七号首飞试验箭任务，主要承担了发射场测控中心计算机系统、测控通信系统设备、地面控制系统、测控系统产品和48项2967只关键元器件等设备，全面保障火箭发射升空、在太空遨游交会对接直至安全返回地面的安全可控。

中国电科15所历经4年，为新发射场量身定制了海南发射场指控中心计算机系统，作为“长七”地面测控系统的核心。
中国电科通信事业部54所研发的长征七号的地面控制系统，通过发送逃逸指令，可以全面保障人员生命安全，可谓航天员生命的“保险绳”。
中国电科10所研发的火箭系统外测安全设备，为火箭提供飞行轨迹数据，进而为指挥系统研判发射情况提供科学依据。
作为电子系统的基本组成，元器件的可靠性是影响载人航天运载火箭高可靠性。在此次长七任务中，中国电科12所、18所、43所、49所、55所、重庆声光电等单位共提供了48项、2967只关键元器件。针对海南天气潮湿、盐雾腐蚀严重的特殊天气气候，中国电科对产品性能进行了结构优化，确保元器件功能、可靠性满足特殊的环境要求。
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