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长征七号(CZ-7)运载火箭是中国运载火箭技术研究院抓总研制的新一代中型无毒低污染液氧煤油运载火箭,采用两级半构型,配备远征一号A(YZ1A)上面级时700公里太阳同步轨道运载能力可达9.5吨,主要用于货运飞船发射及太阳同步轨道等中低轨发射任务,填补了我国相关轨道运力空白。
长征七号运载火箭是中国载人航天工程为发射货运飞船全新研制的新一代中型运载火箭,采用捆绑4枚2.25米直径助推器的两级构型,芯级直径3.35米,使用YF-100、YF-115液氧煤油发动机,近地轨道运载能力14吨,基础型起飞质量597吨,全长53.1米。搭配远征一号A上面级(YZ1A)时,700公里太阳同步轨道运载能力提升至9.5吨,可执行多星发射、轨道部署等复杂任务,2016年6月25日在文昌航天发射场完成首飞,截至2023年11月已完成5次发射,为现役主力中型运载火箭。
长征七号/远征一号A(CZ-7_YZ1A)是中国新一代中型液体燃料运载火箭的组合构型,由基础级长征七号运载火箭与远征一号A上面级搭配组成,既保留了长征七号强大的近地轨道运载能力,又具备多星部署、多轨道投送的任务灵活性。其核心运载参数如下:
| 参数类别 | 具体指标 | 备注 |
|---|---|---|
| 火箭全长 | 53.1m | 包含远征一号A上面级 |
| 起飞重量 | 597.0t | |
| 基础级起飞推力 | 727t | 4台120吨级液氧煤油助推发动机+芯级2台120吨级液氧煤油发动机 |
| 近地轨道(LEO,200km×400km,42°倾角)运载能力 | 9500kg | 配备远征一号A上面级后的典型运载能力,无上面级基础型为13.5t |
| 700km太阳同步轨道运载能力 | 5.5t | 无上面级基础型指标 |
| 推进剂类型 | 液氧/煤油 | 无毒无污染,加注后可停放24小时以上 |
| 整流罩可选直径 | 3.35m/4.2m | 适配不同尺寸载荷需求 |
在应用场景上,该构型火箭主要面向三类任务需求:其一作为空间站运营阶段的补充运力,可携带多颗试验载荷伴随天舟货运飞船一同升空,提升单次发射的任务效益;其二是低轨星座组网任务,依托远征一号A上面级的多次点火能力,可一次性将多颗卫星部署到不同轨道面,大幅降低星座组网的发射成本;其三是新技术验证任务,远征一号A上面级可作为空间试验平台,搭载载荷完成轨道机动、离轨处置等技术验证,无需额外占用卫星平台资源。目前长征七号基础型已成为中国空间站天舟货运飞船的专属运载工具,累计完成8次天舟飞船发射任务,成功率100%,是中国近地轨道发射任务的主力运载火箭之一。
长征七号/远征一号A构型集中了中国新一代运载火箭和上面级的技术优势,在可靠性、经济性、环境适应性等方面均实现了跨越式提升,核心技术特点如下:
| 技术模块 | 特点描述 | 技术价值 |
|---|---|---|
| 动力系统 | 采用全液氧煤油发动机组合,4个助推器各配备1台120吨级YF-100发动机,芯一级配备2台YF-100发动机,芯二级配备4台18吨级YF-115发动机,远征一号A上面级采用常规推进剂发动机,可实现多次点火启动 | 推进剂成本仅为常规有毒推进剂的1/10,全箭平均无故障工作时间较上一代火箭提升3倍,上面级可支持至少20次轨道机动 |
| 数字化研制 | 国内首个实现全数字化设计、生产、试验的运载火箭,采用数字样机替代传统物理样机,全流程打通数字量传递链条 | 研制周期缩短30%,零部件生产误差降低40%,首飞即实现高精度入轨,入轨精度较传统火箭提升2倍 |
| 环境适应性 | 采用“防风、防水、防盐雾”三防设计,转场过程可抵抗8级大风,可在中雨条件下发射,适应文昌发射场高温高湿高盐雾的特殊环境 | 发射窗口约束减少60%,发射区占位时间仅为2天,是中国发射区占位时间最短的运载火箭 |
| 可靠性设计 | 全箭关键系统采用冗余设计,控制系统实现三冗余,动力系统参数监测覆盖率达100%,发射前具备自动故障诊断和逃逸触发能力 | 基础型火箭任务可靠性达0.98,载人改型可靠性将提升至0.99,满足载人发射的安全要求 |
| 上面级多任务能力 | 远征一号A具备独立导航、制导与控制能力,可在轨道上工作数天,支持多星顺序分离、异轨道面部署 | 相比传统火箭直接入轨模式,多星发射成本降低50%以上,可满足中高轨卫星直接入轨需求 |
此外,长征七号火箭采用的“新三垂”测发模式,即垂直总装、垂直测试、垂直转场+远距离测试发射,大幅提升了发射流程的效率。火箭在技术区完成总装测试后,可通过活动发射平台整体垂直转运至发射区,仅需完成简单的功能检查和推进剂加注即可发射,有效减少了火箭在发射区的暴露时间,降低了自然环境对火箭状态的影响。目前该技术已在长征五号、长征八号等新一代运载火箭上推广应用。
长征七号运载火箭首飞即采用了搭配远征一号A上面级的构型,该构型的首次发射也是中国文昌航天发射场的首次发射任务,具有里程碑意义。其发射记录如下:
| 序号 | 发射代码 | 发射时间 | 发射站 | 载荷 | 任务结果 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2016-042 | 2016年6月25日20时00分 | 文昌航天发射场(WSC) | AX-1、再入返回试验件(REENTRY SHROUD)、AL-1、天鸽1号(TIANGE 1)、天鸽2号(TIANGE 2)共5颗载荷 | 成功 | 长征七号火箭首飞,文昌发射场首次执行发射任务 |
该次首飞任务的核心目标是验证长征七号火箭的总体设计方案正确性和各系统工作协调性,搭载的5颗载荷均为技术试验类卫星:其中再入返回试验件用于验证新型航天器热防护技术,天鸽1号、天鸽2号为小卫星技术验证载荷,主要开展空间环境探测、新型通信技术在轨试验;AX-1和AL-1为微纳试验卫星,用于验证微小卫星通用平台技术。所有载荷均成功进入预定轨道,任务取得圆满成功,标志着中国新一代中型运载火箭技术方案得到全面验证,为后续天舟货运飞船发射奠定了坚实基础。
首飞任务后,长征七号火箭进入应用性发射阶段,主要承担天舟货运飞船发射任务,截至2024年11月已成功将天舟一号至天舟八号共8艘货运飞船送入空间站轨道,累计运送物资超过60吨,为中国空间站的建造和运营提供了可靠的运力支撑。搭配远征一号A上面级的构型则主要面向多星发射、异轨道部署等特殊任务需求,后续将在低轨卫星星座组网、空间技术试验等领域发挥重要作用。作为中国新一代运载火箭的中型主力,长征七号系列火箭预计将逐步替代现役的长征二号、长征三号、长征四号系列火箭,承担中国80%左右的航天发射任务,成为中国航天发射任务的“主力军”。