领军

长征-1设计和技术总负责人分别是王希季、任新民

长征-2F总设计师刘竹生

长征-4总设计师孙敬良

长征-3总设计师谢光选

长征-3A系列总设计师姜杰

长征-3B总设计师龙乐豪

长征-6总设计师张卫东

长征-7总设计师范瑞祥

长征-5总设计师李东

图为在转运至发射区途中的长征-7新一代中型运载火箭

运载火箭的能力，决定了一个国家航天活动的规模，因而世界各航天大国均把发展先进的运载技术作为保持其领先地位的战略部署之一。

几十年来，经我国几代航天人的不懈努力，“长征”系列火箭走过了从常温推进到低温推进、从串联到捆绑、从“一箭一星”到“一箭多星”、从发射卫星到发射载人飞船和空间探测器的技术历程，具备了发射低中高不同轨道、不同类型航天器的能力，基本能够满足不同用户的需求。

我国“长征”火箭现有3个成熟子系列共10多种型号，主要包括用于发射低轨道航天器的长征-2子系列；用于发射中轨道航天器的长征-4子系列；用于发射高轨道航天器的长征-3子系列。对应这3种典型轨道，“长征”的运载能力分别为0.2～9.5吨、0.4～3.1吨和1.5～5.5吨。另外，我国近年又开发出新一代小型、中型、大型运载火箭。

2015年9月至今，我国又首射了长征-6、长征-11、长征-7新一代小、中型火箭，最多一次发射20颗小卫星。

截至2016年9月15日，“长征”火箭共进行了236次发射，其中包括5次发射载人飞船和4次发射月球探测器。此外，我国还研制和发射过“风暴”、“快舟”等运载火箭。我国火箭发射第一个100次历时37年，成功率93%；第二个100次历时7年，成功率98%，可靠性与欧洲“阿里安”火箭并列世界第一。

1.低轨系列

1970年4月24日，我国成功地用自行研制的长征-1运载火箭，发射了第一颗人造地球卫星，使我国成为世界上第5个用自制火箭发射自制人造卫星的国家，卫星的重量比前面4个国家发射的第一颗人造地球卫星重量加起来的总重还多。这一数字表明，当时我国的运载火箭已达到了一定水平，奠定了“长征”系列火箭发展的基础。

（1）长征-1

长征-1是3级火箭。其第1级、第2级，采用与当时我国已发射成功的远程战略导弹所用的火箭相同的液体火箭；第3级则是新研制的固体火箭。该火箭能把300千克的卫星送入近地轨道，为我国多级火箭技术的发展奠定了全面技术基础，掌握了多级火箭稳定和姿态控制技术等。由于运载能力较小，长征-1现已不用。

（2）长征-2

长征-2子系列，主要用于发射近地轨道且质量较大的航天器，我国先后投入使用长征-2、长征-2C、长征-2D、长征-2E、长征-2F等。

长征-2火箭是一种以远程弹道导弹为原型进行研制的2级火箭，能把2.1吨的卫星送入距地面数百千米的椭圆形轨道。1975年11月26日，它完成了中国第一颗返回式卫星的发射任务。

（3）长征-2C

长征-2C，是长征-2改进型，采用了大推力液体火箭发动机，箭长增加，近地轨道运载能力增加到3.8吨，火箭的可靠性也大大提高，是此后“长征”系列火箭发展的基础，主要用于发射近地轨道卫星，成功率很高，被授予“全国质量金质奖”。

（4）长征-2D

长征-2D，是在长征-2的基础上采取增加推进剂加注量的方法，增大起飞推力，运载能力为3.3吨。

（5）长征-2E

1990年7月16日首发成功的长征-2E，是我国第一种捆绑式火箭。其芯级是长征-2C的又一改进型，并在第一级捆绑4个助推器，使近地轨道运载能力达到9.5吨。长征-2E/ETS火箭，是在长征-2E的第2级上安装一个固体上面级——ETS，曾用于发射澳大利亚、我国香港地区和美国的大型通信卫星。该火箭现已退役。

（6）长征-2F

长征-2F，是载人运载火箭，运载能力8.1吨。它是在长征-2E基础上广泛采用了冗余设计，提高了元器件等级和筛选标准，结构设计提高了剩余强度系数，发动机也进行了旨在提高可靠性的设计，并增加了故障检测处理和逃逸系统，以保证航天员的安全，使火箭可靠性从长征-2E的91%提高到97%，航天员的安全性达到了99.7％，从而在功能、性能、可靠性和安全性方面全部达到了载人运载火箭的要求。

为保证航天员的安全，长征-2F取消了自毁功能。为保证火箭飞行稳定性、赢得逃逸时间和提高逃逸成功率，火箭增加了尾翼。它还采用了垂直总装、垂直测试、垂直运输方式，大大节省了发射准备时间。

2.中轨系列

长征-4子系列火箭，是3级常规运载火箭，用于发射极轨卫星，其中长征-4A极轨卫星运载能力1.6吨；在其基础上发展的长征-4B极轨卫星运载能力2.8吨；长征-4C，是从长征-4B改进而来的，其三级发动机具有二次启动能力，极轨卫星运载能力3.1吨。它们的各级都采用四氧化二氮和偏二甲肼作推进剂，主要用于发射资源卫星、气象卫星、海洋卫星、高分卫星等近地轨道遥感卫星。

3.高轨系列

长征-3子系列火箭是为发射我国地球静止轨道通信卫星而研制，包括长征-3、长征-3A、长征-3B、长征-3C。其特点是：①都是3级液体火箭，且第3级都采用液氧/液氢作推进剂，第3级的贮箱都是低温共底贮箱；②第3级发动机可以多次启动。③可以直接将有效载荷送入地球同步转移轨道。

（1）长征-3

长征-3，因1990年4月7日发射亚洲-1而闻名于世，实现了我国火箭国际商业发射服务零的突破。该火箭是在长征-2C运载火箭的基础上，加装了以液氢液氧为推进剂且具有高空二次启动能力的低温上面级，地球同步转移轨道运载能力1.5吨。它使得我国成为世界上第3个掌握低温高能推进技术和第2个掌握低温发动机高空2次点火技术的国家。

（2）长征-3A

1994年2月8日，长征-3A火箭首次发射成功。它是在长征-3的基础上，采用了经改进的第3级低温发动机，并攻克了数字化小型控制系统等四大关键技术，可将2.6吨有效载荷送入地球同步转移轨道，采用东方红-3平台的卫星都由它发射，包括嫦蛾-1月球探测器等。

（3）长征-3B

长征-3B，是目前我国发射高轨道航天器的“大力士”。它是在长征-3A的第1级箭体上捆绑了4个助推火箭，而且第2级加长，增加了20吨推进剂。该火箭可将5.5吨有效载荷送入地球同步转移轨道，是目前我国发射国内外地球静止卫星的主力火箭，曾先后把菲律宾的“马部海”卫星、亚太星-2R、中卫-1、尼日利亚通信卫星-1、委内瑞拉卫星-1、中星-11、嫦蛾-3落月探测器、亚太-9、天通-1等送上太空。

（4）长征-3C

2008年开始使用的长征-3C，是在长征-3A火箭上捆绑有2个助推器，是我国第1种非全对称火箭。其地球同步转移轨道运载能力介于长征-3A（2.6吨）和长征-3B（5.5吨）之间，为3.8吨。它填补了我国高轨道运载能力的一个空白，真正形成火箭运载能力系列化。

4.上面级

2015年，我国首个“太空摆渡车”——远征-1上面级，实现了首飞。

上面级是一种能够进一步将航天器从准地球轨道或地球轨道送入预定工作轨道或预定空间位置的小火箭。它可多次启动，工作时间长，能先后把不同“乘客”送到不同目的地，大大增强了我国运载火箭的任务适应性。

2015年3月30日，我国首个自主研发的4级火箭——长征-3C/远征-1首飞，发射“北斗”导航卫星。它是在原本3级的长征-3C火箭上面增加了一级，从而变成4级火箭。以往的3级火箭只能将卫星送至转移轨道，即3级火箭发射轨道是椭圆型，卫星需要变轨为圆形轨道，而改进后的4级火箭则可以直接将卫星发送至距离更为遥远的目标轨道，卫星不需要再变轨，大大节省了燃料甚至取消远地点发动机。一般的3级火箭只能飞行0.5小时左右，而装有上面级的4级火箭可飞行5～6小时，能飞到几万千米的外太空。

2015年7月25日，长征-3B/远征-1火箭实现“一箭双星”，把2颗“北斗”导航直接送入轨道。远征-1上面级的问世，大大增强我国运载火箭的任务适应性。

2015年6月25日，我国长征-7首飞，搭载了远征-1A上面级。其在轨飞行时间从远征-1的6.5小时延长至48小时，主发动机由2次启动增加至20次启动，分离次数由1次增加至7次。所以，它可把更多的“乘客”送到不同的地点，变轨能力大大增强了，拓展了摆渡车的服务功能，通过多次点火工作，适应更多复杂的路线。

目前，我国还在研制更先进的远征-2，将用于长征-5新一代大型运载火箭。

5.新一代火箭

从2015年起，我国开始陆续发射新一代小型、中型和大型“长征”系列火箭。

（1）长征-6

2015年9月20日，我国长征-6新一代小型液体火箭，把20颗卫星送入预定轨道。20颗小卫星被分成了3层，像金字塔般地分别排列，被长征-6带上太空后分4次释放，每次释放只间隔几十秒的时间。

长征-6是我国研制的全新三级液体火箭，可将1吨的有效载荷发射到700千米高度太阳同步轨道，具有推力大、无毒无污染、发射准备时间短等特点，其成功发射为我国后续新型捆绑式运载火箭发展奠定了基础。

长征-6第1级直径3.35米，采用了1台首次使用、最大推力为120吨的液氧煤油发动机；第2、3级直径均为2.25米，采用1台液氧煤油发动机和1台常规推进剂发动机。它采用“三平”测发模式，水平整体测试、水平整体星箭对接、水平整体运输起竖发射，发射准备周期仅需7天，有利于适应卫星发射低成本、短周期的需求。

（2）长征-11

2015年9月25日，我国长征-11火箭，将4颗小卫星送入预定轨道。它是我国全新研制的4级固体小型运载火箭，可把350千克的有效载荷发射到700千米高度太阳同步轨道，低轨运载能力可达700千克。作为“长征”家族中第一型和唯一型固体火箭，长征-11具有“快速、可靠、便捷、低廉”的优势，实现了我国运载火箭24小时快速发射的跨越，主要用于满足自然灾害、突发事件等应急情况下微小卫星发射需求。

（3）长征-7

为了适应运载火箭的发展方向，近年来我国按照“无毒、无污染、低成本、高可靠、大推力、适应性强、安全性好”的目标，研制了长征-7、长征-5新一代中、大运载火箭。

其中，长征-7，是我国新一代中型运载火箭，全面两级半构型，于2016年6月25日首次发射成功。它利用长征-2F成熟技术，在大体不变情况下换成新研制的液氧/煤油发动机。其优点：一是提高火箭的运载能力，120吨级液氧/煤油发动机比冲比常规发动机提高了20%，推力比现有“长征”发动机提高了60%以上，把我国火箭的近地轨道运载能力由8.5吨一下提高到13.5吨；二是推进剂绿色环保，燃烧后产生二氧化碳和水；三是便宜，平均成本仅为常规推进剂的1/10强；四是今后可重复使用。其基本型总长53.1米，起飞质量约597吨，起飞推力720吨，近地轨道运载能力13.5吨。其芯一级直径为3.35米，装有2台单台推力为120吨的双摆液氧/煤油发动机；芯一级并联了4个直径均为2.25米的助推器，每个助推器装有1台单台推力为120吨的单摆液氧/煤油发动机；芯二级直径为3.35米，装有4台单台推力为18吨的双摆液氧/煤油发动机。整流罩直径4.2米。

长征-7，是我国首枚采用全数字化手段研制的火箭，在全研制流程无一张纸质图纸，大大降低了成本，减小了产品报废率，缩短了研制流程。在试验、装配阶段，应用了“虚拟现实技术”，对火箭进行虚拟装配、虚拟试验，真实模拟火箭实际装配和试验环境，提前预见可能发生的问题，确保了火箭试验、装配一次成功。它还有防水、防风、防盐雾等功能，可以在8级大风的情况下进行垂直转运，抗风能力为目前长征家族之最；中雨时也能发射。

以长征-7基本型火箭为基础，通过调整助推器个数、增加固体助推器、增加上面级、增加氢氧三子级，可实现新一代中型运载火箭系列化，可研制太阳同步轨道运载能力为5.5吨和地球同步转移轨道运载能力为7吨的中型运载火箭，承担国内外主流卫星的发射任务。由于其直径为3.35米，所以在我国4个发射场都能发射。它将主要用于发射货运飞船，预计到2021年火箭各项技术趋于成熟稳定时，将逐步替代现有的长征-2、长征-3、长征-4系列，承担我国80%左右的发射任务，包括发射载人飞船等。

（4）长征-5

火箭的运载能力有多大，航天的舞台就有多大。定于2016年第4季度首次发射的长征-5系列火箭，可与国外主流运载火箭的水平持平，能大大提升我国进入空间的能力，提供多样化发射服务活动。

长征-5，是我国新一代大型运载火箭。该系列火箭由二级半构型的基本型、不加第二级的一级半构型长征-5B运载火箭以及添加上面级的长征-5/远征-2运载火箭等型号组成。其近地轨道运力覆盖1.5～25吨，地球同步转移轨道运力覆盖1.5～14吨，运载能力大幅度提高；使用无毒无污染推进剂；采用“通用化、组合化、系列化”方式，以可降低成本；通过采用比传统火箭普遍少一级的一级半或二级半构型，以提高火箭固有的可靠性；拥有完整的运载能力覆盖范围。中国未来的探月三期工程、“天宫”空间站、大型人造卫星及其他深空探测的实施等，都将使用该火箭系列。

长征-5基本型，是带助推器的两级半火箭，全长56.97米，起飞质量869吨，起飞推力1078吨，地球同步转移轨道运载能力为14吨，用于执行嫦娥-5发射任务。其芯一级直径为5米，装有2台可双向摇摆、推力均为50吨的氢/氧发动机；芯一级并联了4个直径均为3.35米的助推器，每个助推器装有2台推力均为120吨的液氧/煤油发动机，其中l台为摆动发动机。芯二级采用直径为5米、装有2台推力均为8吨的氢/氧发动机，它们是由长征-3A第三级氢/氧发动机改进而来，发动机可双向摆动，能两次起动。其整流罩长12米，直径5.2米。该火箭的地球同步转移轨道运载能力为14吨，其综合性能指标将达到国际上主流运载火箭水平。

在长征-5基础上，我国还研制了未来用于发射我国20吨级空间站舱段的长征-5B火箭。它为带助推器的一级半火箭，全长53.7米，起飞重量837.5吨，起飞推力约1078吨，近地轨道运载能力大于22吨。其芯一级直径为5米，装有2台可双向摇摆、推力均为50吨的氢/氧发动机；芯一级并联了4个直径均为3.35米的助推器，每个助推器装有2台120吨推力的液氧/煤油发动机，摆动靠近芯级内侧1台发动机；首次采用前捆绑点传力、助推器支撑状态；首次采用芯级和助推器发动机联合摇摆进行全箭姿态控制；采用蓄压器进行全箭纵向耦合振动抑制设计；整流罩长20.5米，直径5.2米。

长征-5/远征-2，为带助推器的3级火箭。它是在长征-5基本型的基础上增加了远征-2上面级作为第三级。它用于执行地球静止轨道、“北斗”导航中圆轨道等发射任务。

长征-5系列运载火箭，将大大提升我国进入空间的能力，并为我国航天提供多样化的发射服务活动。例如，长征-5火箭可执行探月三期月球转移轨道和深空探测等发射任务；长征-5B火箭用于把20吨级空间站舱段发射到近地轨道；长征-5M火箭能把载人登月飞船送入近地轨道；采用长征-5＋上面级，可发射大型地球静止轨道卫星、“北斗”中圆轨道导航卫星等。从理论上讲，还可以采用长征-5火箭研制技术，捆绑6个3.35米直径助推器形成更大的运载能力。

长征-5、长征-7都在新建的海南文昌航天发射场发射。该发射场地缘优势明显：

●有射向范围宽的优势；

●火箭航区、残骸落区安全性好；

●具备低纬度的优势；

●可以通过海运将火箭运过来，其年发射能力可达10～12发。

作者系中国空间技术研究院研究员、《国际太空》执行主编

（中国航天60年专稿，共分4个篇章：载人航天篇、运载火箭篇、人造卫星篇、深空探测篇，其中载人航天篇、运载火箭篇两文刊发本期，即2016年第10期；人造卫星篇、深空探测篇两文将刊发下期，即2016年第11期）