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我國(guó)神舟十六號(hào)飛船及其乘組將在5月底發(fā)射入軌，將它送入軌道的火箭就是長(zhǎng)征二號(hào)F型火箭，它是神舟飛船的專用火箭，也是目前我國(guó)唯一的一款載人運(yùn)載火箭。

長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭由長(zhǎng)征二號(hào)發(fā)展而來(lái)，主要是在長(zhǎng)征二號(hào)E火箭的基礎(chǔ)上按照發(fā)射載人飛船的要求，對(duì)其進(jìn)行了載人航天方面的安全和穩(wěn)定性的提升，使之成為了我國(guó)首款也是至今唯一一款服役的載人航天運(yùn)載火箭，有“神箭”之稱，其構(gòu)型是芯級(jí)加四助推的兩級(jí)半火箭，高度約58.34米，火箭芯級(jí)直徑3.35米，助推器直徑2.25米，整流罩直徑3.8米，起飛質(zhì)量約482噸，起飛推力約604.4噸，近地軌道運(yùn)載能力可達(dá)8.6噸。

【資料圖】

長(zhǎng)征二號(hào)F火箭服役以來(lái)在我國(guó)載人航天工程等方面發(fā)揮著無(wú)比重要的作用，并且預(yù)估其還將在今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間中繼續(xù)發(fā)揮重大作用。不過(guò)，在如今科技飛速發(fā)展的時(shí)代，沒(méi)有什么一勞永逸的技術(shù)和設(shè)備，火箭同樣如此，我國(guó)新的載人火箭也在研制中，大家都知道我國(guó)用來(lái)登月的新一代載人火箭也在研制中，并且已改名為長(zhǎng)征十號(hào)。

長(zhǎng)征十號(hào)火箭長(zhǎng)度或在88.5~93.2米之間，芯級(jí)直徑5米，起飛質(zhì)量約 2187 噸，起飛推力約 2678 噸，地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力不小于 27 噸，一級(jí)采用三發(fā)并聯(lián)結(jié)構(gòu)，它將擔(dān)負(fù)起我國(guó)未來(lái)一段時(shí)間中的載人登月任務(wù)。

但長(zhǎng)征十號(hào)地月軌道有著27噸的運(yùn)力，用在近地軌道上發(fā)射載人飛船就大材小用了，因?yàn)檫@款火箭近地軌道的運(yùn)力至少在70噸以上，而我國(guó)的神舟飛船重量8噸左右，顯然不適合用它來(lái)運(yùn)送。

如今世界運(yùn)載火箭的發(fā)展趨勢(shì)是更節(jié)能，更環(huán)保和更經(jīng)濟(jì)實(shí)用，世界各航天大國(guó)都在研發(fā)或使用以液氧煤油、液氧液氫和液氧甲烷做燃料的火箭。但我國(guó)的長(zhǎng)征二號(hào)F火箭芯級(jí)和助推器使用的仍然都是四氧化二氮和偏二甲肼推進(jìn)劑，而偏二甲肼有劇毒，其制造、運(yùn)輸和使用過(guò)程都得小心翼翼，一旦泄露就容易造成環(huán)境污染和人身傷害，使用偏二甲肼燃料的火箭甚至被有些人稱為“毒箭”，而長(zhǎng)二F火箭飛行前一級(jí)需加注這兩種推進(jìn)劑約186.6噸，二級(jí)加注推進(jìn)劑約84.8噸，助推器加注推進(jìn)劑約41.5噸，也就是說(shuō)長(zhǎng)二F每發(fā)射一次就需要耗費(fèi)313噸的四氧化二氮和偏二甲肼，兩者的價(jià)格也比較昂貴，市價(jià)一般在1~2萬(wàn)元，后者每噸約5~10萬(wàn)元。據(jù)說(shuō)長(zhǎng)二F火箭發(fā)射一次的費(fèi)用介于長(zhǎng)征五號(hào)與長(zhǎng)征七號(hào)之間。

而液氧的價(jià)格，每噸只有800~2000元，航空煤油的價(jià)格在3000~8000元之間，甲烷的價(jià)格一般是2500~8000元，很顯然都要比四氧化二氮和偏二甲肼便宜很多，液氫稍微貴一些，一般也只在1.5~3萬(wàn)元之間，但將來(lái)的價(jià)格大概率還會(huì)大幅降低。

再者，在火箭發(fā)射之時(shí)，四氧化二氮和偏二甲肼兩者劇烈反應(yīng)生成的三種產(chǎn)物是氮?dú)狻⑺投趸?，其中的二氧化碳又是溫室氣體。

所以，單從燃料上來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)二F火箭就急需更新?lián)Q代。

大家都知道火箭發(fā)射是非常費(fèi)錢的活動(dòng)，每次的發(fā)射都需要耗費(fèi)上千萬(wàn)甚至數(shù)億人民幣，其中燃料消耗的錢實(shí)際上還并不是很多，耗資較大的主要是火箭箭體，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)，其造價(jià)都很昂貴，而每發(fā)射一次就需要扔掉很多臺(tái)，太浪費(fèi)了！所以當(dāng)馬斯克SpaceX公司可重復(fù)使用的獵鷹火箭技術(shù)成熟后就迅速霸占了全球航天發(fā)射市場(chǎng)。

目前世界航天大國(guó)也都在鉆研可重復(fù)使用的航天技術(shù)，美國(guó)新型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研制基本全部押寶了液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)，我國(guó)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研制也有這樣的趨勢(shì)，比如新版長(zhǎng)征九號(hào)就確定改用了200噸級(jí)的液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)，目前正在研制中，另外還有至少6家航天公司的十多款液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)正在研制或試驗(yàn)中。

新一代載人火箭在還未定名為長(zhǎng)征十號(hào)時(shí)就確定了“可重復(fù)使用”的研制目標(biāo)，所以長(zhǎng)征十號(hào)火箭也將是一款復(fù)用型火箭，一級(jí)的三發(fā)并聯(lián)助推器將來(lái)是都可回收重復(fù)使用的，它所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)雖然是以液氧煤油為燃料，但如同馬斯克獵鷹火箭的梅林發(fā)動(dòng)機(jī)一樣可重復(fù)使用，所以長(zhǎng)征十號(hào)火箭研制成功將極具經(jīng)濟(jì)實(shí)用及安全環(huán)保價(jià)值。

由于火箭級(jí)別上的不同，長(zhǎng)征十號(hào)屬于重型火箭，推力是長(zhǎng)征二號(hào)F型火箭的4倍多，那么說(shuō)起來(lái)長(zhǎng)征十號(hào)也將無(wú)法替代現(xiàn)有的長(zhǎng)二F的作用，但是有消息稱長(zhǎng)征十號(hào)還有一款光桿構(gòu)型，也就是去掉兩側(cè)與芯級(jí)火箭一樣大的助推器的構(gòu)型，可以用來(lái)代替長(zhǎng)征二號(hào)F型火箭。

這消息據(jù)說(shuō)是航天專家龍樂(lè)豪院士的PPT中透露出來(lái)的，具體圖片如下：

這個(gè)PPT推出的時(shí)間貌似很早，因?yàn)樯厦嫒匀辉诜Q“新一代載人火箭”，圖片上還用了CZ-5H來(lái)表示，說(shuō)明這個(gè)PPT應(yīng)該是在新一代載人火箭改名為長(zhǎng)征十號(hào)之前使用的，不過(guò)也有可能是最近使用的PPT，只是上面的某些內(nèi)容沒(méi)改而已，該圖片或來(lái)自今年航天日網(wǎng)友私信龍?jiān)菏康玫降幕貜?fù)，該P(yáng)PT上還將光桿無(wú)助推型載人火箭稱為CZ-5F，并且明確寫道：“二級(jí)串聯(lián)的CZ-5F，將替代CZ-2F”，也就是說(shuō)光桿無(wú)助推型的長(zhǎng)征五號(hào)F型火箭研制成功后將會(huì)替代長(zhǎng)征二號(hào)F型火箭，不過(guò)由于這款火箭目前已改名為長(zhǎng)征十號(hào)，那么它大概率上會(huì)被命名為長(zhǎng)征十號(hào)F型火箭。

從長(zhǎng)征十號(hào)的構(gòu)型來(lái)看，用來(lái)載人的這款新火箭將采用兩級(jí)光桿構(gòu)型，一級(jí)和二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)均為，只是一級(jí)為海平面版發(fā)動(dòng)機(jī)，共使用7臺(tái)130噸級(jí)泵后擺液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)（或?yàn)閅F-100K/L液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，長(zhǎng)征五號(hào)助推器發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)版），具備動(dòng)力冗余功能，也就是說(shuō)有一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)不工作也沒(méi)問(wèn)題，其他發(fā)動(dòng)機(jī)可以稍微加大推力完成任務(wù)，二級(jí)為兩臺(tái)真空版同型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)，整體采用串聯(lián)無(wú)助推技術(shù)，箭體高度約為67米。

之前新一代載人火箭打算使用的YF-100K/L液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)是中國(guó)航天推進(jìn)技術(shù)研究院研制的擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國(guó)第一代120噸級(jí)高壓補(bǔ)燃（又稱分級(jí)燃燒循環(huán)）液氧煤油火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，但長(zhǎng)征十號(hào)應(yīng)該已經(jīng)棄用這款發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)榻鼛状蔚膱?bào)道都是130噸級(jí)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)的消息，其型號(hào)是YF-100N重復(fù)使用液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，今年5月中旬其已經(jīng)在試車臺(tái)上進(jìn)行了二次點(diǎn)火試驗(yàn)并取得成功，證明了這款發(fā)動(dòng)機(jī)具有可重復(fù)使用功能。

雖然之前的介紹中稱長(zhǎng)征十號(hào)光桿型推力為873噸，但如果這款發(fā)動(dòng)機(jī)推力為130噸，7臺(tái)這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)推力可達(dá)910噸，遠(yuǎn)超長(zhǎng)征二號(hào)F型火箭的起飛推力（604.4噸），也超過(guò)了馬斯克獵鷹9號(hào)火箭一級(jí)的推力（784噸）。

已知光桿型長(zhǎng)征十號(hào)火箭（有的PPT中稱其為CZ-5ZRL）的近地載荷能力也超過(guò)14噸，用它來(lái)運(yùn)送神舟號(hào)載人飛船（8噸左右）當(dāng)然綽綽有余了，但是將來(lái)它運(yùn)送的飛船應(yīng)該是我國(guó)的新一代載人飛船的近地款式，其重量正是14噸左右。到時(shí)候新箭配新船，技術(shù)、運(yùn)力和實(shí)用性等各方面都會(huì)有大幅提升。

液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)、光桿五助推構(gòu)型，可重復(fù)使用功能……長(zhǎng)征十號(hào)光桿型這款近地版載人火箭的這些特征應(yīng)該讓不少朋友想起了馬斯克SpaceX的獵鷹9號(hào)火箭，是的！兩者非常相似！也可以說(shuō)是兩者有著相似的追求促成的，而登月版的長(zhǎng)征十號(hào)三發(fā)串聯(lián)的構(gòu)型也和馬斯克的獵鷹重型火箭十分相似，原因其實(shí)也一樣。兩者這么相似，長(zhǎng)征十號(hào)也真可稱為是“中國(guó)版獵鷹”了。

雖然相比之下我們的長(zhǎng)征十號(hào)復(fù)用型火箭在使用時(shí)間上落后一些，但放眼全世界我們已經(jīng)是第二個(gè)這么做的了，而且我們也有著現(xiàn)成的成功經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，也容易避坑，同時(shí)也更容易在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)超越。

今年的4月24日，中國(guó)探月工程總設(shè)計(jì)師吳偉仁院士在接受專訪時(shí)指出：“2030年以前，中國(guó)人的腳印肯定會(huì)踏在月球上去?！闭f(shuō)明我國(guó)已有在2030年之前實(shí)現(xiàn)載人登月的明確目標(biāo)。也有消息稱長(zhǎng)征十號(hào)（早期版本曾稱作CZ-5DY）首飛或在2027年前后，但其第一次試飛大概率會(huì)是光桿無(wú)助推構(gòu)型的火箭，檢驗(yàn)其技術(shù)成熟后才會(huì)展開(kāi)三發(fā)并聯(lián)結(jié)構(gòu)的火箭試飛，因此光桿型長(zhǎng)征十號(hào)（或稱為長(zhǎng)征十號(hào)F型火箭）的首飛很可能要更早一些。

那么在光桿型長(zhǎng)征十號(hào)試飛無(wú)問(wèn)題后，也就離替代長(zhǎng)征二號(hào)F型火箭不遠(yuǎn)了，所以長(zhǎng)征十號(hào)F型火箭運(yùn)送新一代載人飛船及航天員乘組往返太空的日子應(yīng)該也不并不遙遠(yuǎn)。

消息來(lái)源：航天愛(ài)好者網(wǎng)5月22日微博《長(zhǎng)征十號(hào)光桿型將接棒長(zhǎng)征二號(hào)F火箭》

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