长征二号F运载火箭（大型两级捆绑助推器运载火箭）

长征二号F运载火箭

大型两级捆绑助推器运载火箭

长征二号F运载火箭(CZ-2F)是捆绑四枚助推器的两级运载火箭，采用N2O4/UDMH推进剂，可安装上面级，起飞重量为480吨，火箭全长58.34米，一二级直径为3.35米，助推器直径为2.25米，整流罩直径为3.8米，近地轨道运载能力8500千克。

简介

运载火箭有箭体结构、控制系统、动力装置、故障检测处理系统、逃逸系统、遥测系统、外测安全系统、推进剂利用系统、附加系统、地面设备等十个分系统，为兼顾卫星的发射，保留了有效载荷调姿定向系统的接口和安装位置。故障检测处理系统和逃逸系统是为确保航天员的安全而增加的，其作用是在飞船入轨前，监测运载火箭状态，若发生重大故障，使载有航天员的飞船安全地脱离危险区。

用于发射神舟载人飞船的长征二号F运载火箭有逃逸塔，而用于发射天宫一号目标飞行器的长征二号F-T1运载火箭没有逃逸塔。

组成结构

构造

长征二号F是新型捆绑式大推力运载火箭。火箭全长58.34米，起飞质量479.7吨，芯级直径3.35米，4个助推器的直径各为2.24米，整流罩最大直径3.8米，能把8吨重的飞船送入200～350千米高、倾角42.4°～42.7°的轨道。

为适应载人航天的需要，长征二号F火箭除对箭体结构、动力装置、控制系统、遥测系统等进一步提高可靠性外，还增加了故障检测处理系统和逃逸系统，使火箭飞行的可靠性达到0.97，航天员的安全性达到0.997。火箭顶端装有一个逃逸塔，一旦火箭出现重大危险时，航天员可利用逃逸塔安全返回地面。

系统

运载火箭有箭体结构、控制系统、动力装置、故障检测处理系统、逃逸系统、遥测系统、外测安全系统、推进剂利用系统、附加系统、地面设备等十个分系统，为兼顾卫星的发射，保留了有效载荷调姿定向系统的接口和安装位置。故障检测处理系统和逃逸系统是为确保航天员的安全而增加的，其作用是在飞船入轨前，监测运载火箭状态，若发生重大故障，使载有航天员的飞船安全地脱离危险区。

主要参数

全长：58.34米

全重：479,700公斤

低地轨道载荷：7.8吨

地球同步轨道载荷：3.37吨（无此项目）

离地质量：479.8吨

推力：604.387吨

第一节燃料：四氧化二氮+联氨

第二节燃料：四氧化二氮+联氨

运行数字

火箭的可靠性为0.97，安全性为0.997：0.97的可靠性就是说100次发射里，只有3次火箭可能出现问题；0.997的安全性是指火箭出现1000次问题里，可能有3次会危及航天员的生命安全。这是载人火箭的特性。一般的商用火箭可靠性为0.91到0.93，没有安全性要求。

火箭起飞重量为479吨：火箭加上飞船重量约44吨，其它的都是液体推进剂。因此，火箭的90%都是液体，比人体含水量还大。水通常占人体的60%到70%。

飞船重量为8吨多，占船箭组合体起飞重量的六十二分之一：要把一公斤的东西送入轨道，就得消耗62公斤的火箭。神舟六号飞船比神舟五号在重量上有所增加，因此发射神六的火箭也重了不少。

火箭芯级直径为3.35米：古罗马人使用两匹马拉的车，车轮在石板路上磨出两道沟。由于车轮宽窄不一样，路上留下了不同宽窄的沟。后来他们想把轮距统一起来，就把两匹并排的马屁股当成标准，即1.435米，后来英国人修铁路也把铁轨轨距定为1.435米，并被各国沿用。按照这个轨距修建的铁路，能够运输的货物最宽为3.72米，去掉车厢外壳，只剩下3.35米。因此，用标准铁路进行运输的火箭最大直径只能达到3.35米。

火箭入轨点速度为每秒7.5公里：这个速度是音速的22倍。我们通常说的“十里长街”，是指北京建国门至复兴门的距离，长6.7公里。每秒7.5公里的速度，相当于1秒钟内从长安街东头跑到西头。

火箭轨道近地200公里，远地350公里：地球半径6400公里，火箭轨道与地球的距离，仅为地球半径的几十分之一。如果站在地球外面看，飞船就像贴着地面在飞行。

安全措施

故障自动检测处理系统

长征二号F火箭上增加了自动故障检测处理系统，这套系统可以在飞船待发射阶段和上升阶段自动进行故障检测，一旦有问题它会自动报警。假如航天员正在塔架上尚未进舱，他们可以就近跳进塔架上的逃逸布袋，布袋是用一种弹力很强的特殊帆布做的，航天员跳进去后用四肢的阻力来控制下降的速度，像乘软滑梯一样从上面一直滑到地下室的安全地区。假如航天员已经进舱，这套系统可以指挥火箭顶部的逃逸塔自动点火，把飞船返回舱拽离火箭，安全降落。

火箭配备逃逸塔

为保证航天员的安全，长征二号F火箭还取消了其他火箭一旦姿态不稳便自动自毁的功能，配备了逃逸系统，一旦出现意外，它可以随时启动。逃逸系统也叫逃逸塔，在飞船的顶部，塔高8米，从远处看像是火箭上的避雷针。它的任务是在火箭起飞前900秒到起飞后160秒时间段内，也就是飞行高度在0公里至110公里时，万一火箭发生故障，它可以拽着轨道舱和返回舱与火箭分离，并降落在安全地带，帮助飞船上的航天员脱离险境。

在神舟号飞船的首次飞行试验前，逃逸塔已进行过多次成功的飞行试验。

承载环境

火箭在飞行过程中,由于火箭发动机的工作、发动机频率与火箭结构耦合振动、火箭的高速飞行与空气的摩擦等都会产生很大的振动和噪音，这些对于我们的航天员都是很不利的。为了给航天员们创造更舒适的飞行环境，火箭和飞船的研制人员进行了共同的努力，其中改善运载火箭在飞行过程中的力学振动、冲击和噪声环境是重要的方向。

火箭的科研人员在改善火箭乘坐舒适性方面进行了大量的努力，进行了助推器氧化剂管路的水介质和模拟介质振动试验、船罩组合体振动试验和全箭振动试验，找到了改善火箭振动环境的方法,并在试验中进行了验证。第六枚长征二号F运载火箭的飞行环境得到了进一步改善，乘坐神舟六号飞船的航天员可以感觉到,他的“坐骑”更加柔韧和舒适。

运载器

载人运载火箭最重要的就是可靠安全,为了不断提高长征二号F火箭的可靠性和安全性,科研人员进行着孜孜不倦的努力。在第六枚长征二号F火箭上进行了一些设计改进,使得可靠性和安全性本已经相当高的可靠性和安全性又达到了更高的新水准。

首先,为了保证逃逸系统固体发动机发射场操作的安全性,在这些固体火箭发动机上采用安全机构。安全机构对这些固体发动机起保险作用,在安全机构没有转换到点火状态的情况下,如果出现误点火信号以及各种干扰信号等情况,都无法点燃固体发动机。而在航天员进入飞船,火箭已经准备起飞的时候,将安全机构转换到点火状态,把点火通路接通。这样在出现危险情况的条件下,正确的点火信号就可以把逃逸固体发动机点燃,把航天员迅速带离危险的故障火箭。

其次,对火箭全身进行了一次系统的体检,对体检中所发现的薄弱环节和单故障点都进行了改进。例如对于二级尾舱发动机附近的所有仪器设备和电缆管路都进行了细致的绝热材料包裹,彻底杜绝了火箭发动机工作时所释放出来的热量对这些设备的影响。

基础数据

火箭的可靠性为0.97，安全性为0.997：0.97的可靠性就是说100次发射里，只有3次火箭可能出现问题；0.997的安全性是指火箭出现1000次问题里，可能有3次会危及航天员的生命安全。这是载人火箭的特性。一般的商用火箭可靠性为0.91到0.93，没有安全性要求。

火箭起飞重量（基本型）为479吨：火箭加上飞船重量约44吨，其它的都是液体推进剂。因此，火箭的90%都是液体，比人体含水量还大。水通常占人体的60%到70%。

飞船重量为8吨多，占船箭组合体起飞重量的六十二分之一：要把一公斤的东西送入轨道，就得消耗62公斤的火箭燃料。神舟六号飞船比神舟五号在重量上有所增加，因此发射神六的火箭也重了不少。

火箭芯级直径为3.35米：古罗马人使用两匹马拉的车，车轮在石板路上磨出两道沟。由于车轮宽窄不一样，路上留下了不同宽窄的沟。后来他们想把轮距统一起来，就把两匹并排的马屁股当成标准，即1.435米，后来英国人修铁路也把铁轨轨距定为1.435米，并被各国沿用。按照这个轨距修建的铁路，能够运输的货物最宽为3.72米，去掉车厢外壳，只剩下3.35米。因此，用标准铁路进行运输的火箭最大直径只能达到3.35米。

火箭入轨点速度为每秒7.5公里：这个速度是音速的22倍。每秒7.5公里的速度，相当于1秒钟内从北京建国门至复兴门。

火箭轨道近地200公里，远地350公里：地球半径6400公里，火箭轨道与地球的距离，仅为地球半径的几十分之一。如果站在地球外面看，飞船就像贴着地面在飞行。

成果

随着神舟七号载人飞船发射升空,长征系列运载火箭已成功发射109次。长征二号F型火箭可靠性指标达到0.97,航天员安全性指标达到0.997,这意味着1000次故障所采取的救助措施只允许有3次不成功。这是我国航天史上技术最复杂、可靠性和安全性指标最高的运载火箭。

火箭能够安全可靠地将飞船送入预定轨道,同时,在飞出大气层之前,若出现重大故障,能按救生要求使航天员安全脱离故障危险区。到目前为止,长征二号F型火箭已经成功地将4艘神舟号无人飞船和神舟五号、六号、七号载人飞船、天宫一号、神舟八号、神舟九号，神舟十号载人飞船送入太空预定轨道,发射成功率达到100%，取得十全十美的战绩。

总设计师

长征二号F运载火箭总设计师刘竹生，个子高高，面容清矍、目光睿智、笑容谦和。然而，就是在他静若溪水、清澈甜美的生命中，让人感受到了一名航天人的自豪与伟大，体味到了"神箭"总设计师的情怀。

2002年12月30日凌晨，当大漠的沉寂又一次被耀眼的火光和震耳欲聋的响声惊醒，长征二号F运载火箭托举着"神舟"四号飞船直刺苍穹，中华民族"飞天"征程又向前迈出了一大步。此时此刻，人民不会忘记那些为我国航天事业作出贡献的广大科技工作者，他们的功绩将载入共和国史册。

挂帅总师

刘竹生说，"少年时代嫦娥奔月的飞天梦、中学时代探索星空的航天梦、40年的铸箭强国梦，成为我心中一个永不泯灭的梦想，就是这三个梦想支撑着我干了40多年的航天。"

刘竹生是我国运载火箭捆绑分离技术的开拓者，攻克的助推捆绑分离技术，填补了我国运载火箭捆绑技术的空白，使我国进入了世界捆绑运载火箭的先进行列。该项技术在后续的多种火箭中得到推广使用，为提高我国火箭的运载能力和实现载人航天奠定了基础。

载人航天这项"不败工程"，人命关天，只能成功，不能失败。为了提高载人火箭的安全性和可靠性，作为火箭总设计师，刘总的压力难以言表。不仅要动脑筋、出主意、想办法，永无止境地策划，还要不停地找设计员进行方案的设计和论证。在发射神舟四号飞船的日日夜夜里，他经常是食不甘味、夜不能寐。当他对镜抚摩两鬓的白发时，他只清楚地记得，载人工程还有许许多多的事情等待着他去做。当有人提起这些时，刘总只有一个解释："这是我的事业"。

"火箭综合征"

每当火箭要转入发射阵地时，看到昂首待发的神箭，刘总对火箭难以割舍的柔情就愈发强烈，怅然若失的感觉使刘总舍不得离开"她"半步，他都要爬上十几层的平台，从上而下地仔细地端详、抚摸他心爱的孩子"。

"一分钟准备！"，"九、八、七、六、五、四、三、二、一"，"点火"随着那扣人心悬的倒计时和闪烁的大屏幕，刘总的拳头握得更紧了，他的手心不自觉地出汗了。是啊，这时他的紧张程度是可想而知的。这大概就是刘总说的"火箭综合征"吧！

作为总设计师，能看到自己亲手铸造的神箭扶摇直上、冲破九霄，能亲身感受到自己心爱的产品在星空下喷薄而起，是对自己劳动成果的最大慰藉。每当火箭腾空之时，他都要在发射指挥大厅，所以从未亲眼目睹自己的火箭升空时的震撼，有人问他，"你不后悔么"？他总是很郑重地说：“我的心早已与神箭一起飞到了浩翰的苍穹，在那里，有我未了的飞天情……"

"包公"的忙与闲

作为总设计师，刘竹生除了抓各系统的基本方案、指标和要求技术状态的变化、火箭逃逸系统等技术创新工作等，还要当抓火箭质量的"黑脸包公"。谈到质量问题，虽说刘总讲话话音不高，份量却很重。更是时刻不忘为他的"严细慎实"质量经作详细的注解！

为了发射的成功，每天的技术阵地都能找到他高大而忙碌的身影。但任务的间隙，刘总也有松弛一下绷得紧紧的神经"灵丹妙药"，就是欣赏从荒凉的戈壁滩上捡回很多极有沧桑感的树根和各种千奇百怪的大漠石。就这样一张一弛，刘竹生在奋斗着。

型号分支

长征长征二号F运载火箭共有两种型号分支：

长征二号F/G

长征二号2F/G火箭在长征二号2F基础上作了少许改进，主要是助推器推进剂加注量增加，改用双激光惯组主从冗余，运载能力略有提高（载人飞船8130千克，空间实验室8600千克）。天宫系列空间实验室的发射重量在8.5至9吨之间，长征2F/G已够用，所以预计天宫二号、天宫三号仍由长征2F/G火箭发射。

神舟七号发射任务完成后，CZ-2F基本型不再执行任务，后续任务暂时由CZ-2F/G执行

长征二号F/H（开发中）[长征七号]

“长征二号F/H”运载火箭为带助推的两级火箭，分为载人和无人两种状态。无人状态全箭总长约52米，起飞重量579吨，近地轨道最大运载能力为13.5吨。载人状态全箭总长约57米，起飞重量582吨，近地轨道最大运载能力为12.5吨。两种状态的芯级直径均为3.35米，采用4个2.25米直径的助推器。芯级和助推器均安装液氧煤油YF-100型发动机。

参考资料

1.长征二号F（CZ-2F）·国家航天局