新长征，新征途：长征七号火箭，你了解多少？ _小知识

最新消息：长征七号于25日晚20:00在新建成的海南文昌航天发射场成功发射！

对于大部分读者来说，一段时间前“海南文昌 ”也许还是一个让人感到陌生的地名，但最近，它却已经成为了新闻中炙手可热的关键词：位于海南文昌的中国首个滨海发射基地，即将迎来中国新一代中型运载火箭——长征七号的首次发射。这也是文昌发射基地的 “处女秀” 。在去年长征六号和长征十一号成功发射后，中国新一代运载火箭家族又将有新成员登台亮相，助力种花家的兔子们向着星辰大海的征程。
宇宙飞船、人造卫星等航天器要 “上天” ，要由运载火箭将它们送至太空。自“东方红一号”卫星由“长征一号 ”运载火箭发射成功后，我国陆续研制了长征二号、长征三号、长征四号等系列的运载火箭。通过不断的技术改进，每个长征型号火箭都是一个大家族，如长征二号火箭，就有 ”金牌火箭” 长征2C、发射神舟飞船的高可靠性 “神剑” 长征2F等诸多型号。迄今为止，长征系列火箭已经完成了两百多次成功发射。虽然火箭的各项系统的技术在不断改进，但这些火箭的总体技术水平仍然停留在上世纪 90年代。按照我们国家对于未来航天事业的规划，在 2020年左右要建成20 吨级的空间站，并长期进行载人飞行和军事、科学应用，需要频繁的发射货运飞船对空间站进行补给。之前研发的火箭，其推力相当于 “小货车” ，已经不能满足空间站的货运需要。于是， “大货车 ”长征七号应运而生，将成为今后空间站的货运主力军。

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在长征五号、长征六号、长征七号和长征十一号组成的我国新一代火箭家族中，长征七号是它们中的 “二哥” ，运载能力仅次于长征五号。它搭载的“乘客 ” ，除了“天舟一号”等货运飞船外，也可以是近地轨道和太阳同步轨道的人造卫星。神舟飞船和天宫空间站运行的轨道距离地面的高度一般为几百千米，这种轨道被称作近地轨道（ LEO）。长征七号的近地轨道运载能力，最大可达 13.5吨，是发射神舟飞船的长征 -2F火箭运载能力的 1.5倍多。
运载能力的增加，来源于新一代长征火箭脱胎换骨的动力系统。长征七号火箭芯一级（即助推器包裹的火箭本体一级）和助推器采用的都是 YF-100液氧- 煤油发动机，单台发动机的推力为 1223.5KN ，比长征2F 火箭使用的YF-20B发动机的推力高出了 67% 。 YF-100发动机采用了高压补燃技术，燃料在发动机中经过两次燃烧，相比于 YF-20B发动机的单次燃烧，能够减少燃料的浪费。这种发动机采用已经在去年发射的长征六号火箭上小试牛刀，同时也会运用到未来发射的重载火箭长征五号上。在长征 2F火箭的芯一级上，需要安装四台 YF-20B发动机来提供足够的动力，而长征七号芯一级仅需安装两台YF-100 ，就可以提供足够的推力。发动机数量减少，带来的是可靠性的提升。在美苏的登月竞赛中，美国的土星 5号火箭和苏联的 N-1火箭的总推力相差不大，但成功发射阿波罗飞船登月的土星 5号仅安装了 5台大推力发动机，而 N-1火箭则安装了多达 30台推力较小的发动机，动力系统过于复杂，飞行试验全部失败，终结了苏联的登月计划。

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(长征七号使用的YF-100发动机)
长征2F使用的 YF-20B发动机和其他上一代火箭基础级发动机，使用的燃料都是偏二甲肼 -四氧化二氮。这种发动机虽然具备技术成熟、燃料可以在常温下储存的优点，但偏二甲肼和四氧化二氮都是剧毒物质，在燃料的生产、储运过程和火箭加注燃料的过程中，都可能会对操作人员产生致命的威胁。同时，如果火箭在发射期间出现意外，未燃烧殆尽的燃料也会在爆炸和冲击之外构毒气危害。长征七号使用的 YF-100发动机，以液氧-煤油为燃料，它们都是清洁无毒的材料，而价格也要比偏二甲肼和四氧化二氮低好几倍。同时，液氧 -煤油燃料的密度高比冲也较高。如果把火箭比作一辆行驶在公路上的汽车，采用液氧 -煤油后，同样排量的汽车，百公里的耗油量降低了。加满一箱油后，能够行驶更长的距离。液氧注入火箭时，温度达零下 183摄氏度，和海南的热带气候相比可谓 ”冰火两重天“ 。通过采用高效的隔热材料，火箭并不用穿上厚重的 ”大衣“ ，仅需要在低温贮箱外部之一层 1～ 2厘米后的隔热结构，就能避免火箭结冰。由于新燃料的使用，长征七号在发射时会比以往的喉间喷射出更长的火焰，这将成为新火箭的 ”看点“ 之一。