一、引言

1992年，中國發射了載人航天工程，因此長征二號E火箭的基礎上，長征二號F運載火箭是專門為發射神舟飛船。經過多年的適應性改造，其在低地球軌道上的運載能力已提高到11.2噸，不僅可以在低地球軌道上發射各種有效載荷，還可以發射月球探測器或星際探測器。1999年11月20日，它從酒泉衛星發射了中國第一艘神舟測試飛船。在太空飛行了21個小時完成預定的空間科學實驗后，它于第二天清晨成功降落在內蒙古中部地區。這是中國航天史上的一個重要里程碑。2003年，長征二號F火箭成功地將中國第一位宇航員楊利偉送入太空。到目前為止，長征二號F運載火箭仍是中國唯一可用于載人航天的運載火箭。那么這種火箭的特點是什么？

長征二號E火箭，我國首次采用了并聯助推器的技術，為長征二號F打下了良好的基礎

二、長征二號F火箭的基本參數

長征2 F是一種新型捆綁式大推力運載火箭?；鸺傞L58.34米，起飛質量479.7噸，核心直徑3.35米，四個助推器直徑各為2.24米，整流罩最大直徑為3.8米。它有發射天宮空間實驗室和載人飛船兩種狀態，運載能力分別為8.6噸和8.15噸。火箭由九個系統組成，包括火箭結構系統、動力系統、控制系統、利用系統、遙測系統、外部安全系統、故障檢測系統、附加系統和地面支持系統?；鸺l射載人宇宙飛船增加了逃生系統，總共包括10個系統。

長征二號F

普通火箭的故障率隨著火箭系列的增加而呈指數增長。因此，為了保證安全性能，載人火箭一般使用大約兩級火箭，最多幾個助推器并聯成兩個半級火箭。這是長征二號F的設計。另外，為了滿足載人航天的需要，長征二號F火箭進一步提高了火箭機體結構、動力裝置、控制系統和遙測系統的可靠性，還增加了故障檢測處理系統和逃生系統，使火箭飛行的可靠性達到0.97，航天員的安全性達到0.997。然而，沒有逃生塔，因為長征二號F火箭發射的天宮飛機版本中沒有宇航員。讓我們具體看看長征二號F火箭的區別:

三、長征二號F火箭的與眾不同之處

1、“避雷針”一樣的逃逸塔

首先要說的是長征二號F火箭的頂部就像一根避雷針，是火箭的逃生塔。一旦火箭處于嚴重危險之中，如果火箭在起飛前900秒至起飛后120秒內，或者在0至39公里之間發生故障，威脅到宇航員的生命安全，宇航員可以利用逃生塔將火箭下部的油箱與發動機分開，啟動逃生塔的發動機，這樣宇航員就有機會安全返回地面。

長征二號F逃逸塔，“避雷針”上黑的為發動機噴口，下邊方塊狀的即為氣動柵格，用于降落時調整姿態。

逃生塔分離示意圖，當火箭發生故障時，宇航員可以通過逃生塔安全返回地面。長征二號F火箭逃生系統由低空和高空發動機、上整流罩、柵格翼和釋放裝置、上支撐機構、下支撐機構和滅火裝置組成。其中，位于火箭整流罩上部的低空發動機像避雷針一樣，有8米高。高空發動機安裝在整流罩上。

2、完善的故障檢測系統

據說長征二號F的逃生塔可以為宇航員在危險時期的生命安全提供保障。然后問題來了。我們如何判斷火箭是否安全？什么時候需要一個完整的火箭故障檢測系統？長征二號F火箭故障檢測與處理系統用于在點火前檢測火箭的重要飛行參數，并根據預定的故障模式自動判斷故障。如果發現故障，它將立即向火箭系統和航天器發送飛行停止命令和逃逸命令。經過研究和試驗，以300多種故障模式為故障檢測子系統的基礎，確定了11種故障模式，并對所需的軟件進行了改進和完善，故障檢測處理器達到了設計要求，最終實現了自檢測、自診斷和發送故障信息以逃離子系統的目標。

 

3、高冗余設計

長征二號F火箭有成千上萬個部件，任何部件的任何問題都可能導致火箭故障，這將給宇航員帶來嚴重的安全風險。為了盡可能減少這種風險，火箭應該首先設計高冗余度，并且應該設計兩個或更多的重要系統。這樣，當一臺設備出現故障時，備份系統可以立即置于頂部。長征二號F火箭在保證性能的前提下，采用冗余設計消除薄弱環節，火箭控制系統冗余設計達到95%以上。

 

例如，從神舟Ⅲ號發射開始，實施了系統平臺慣性冗余方案，在發生故障時從平臺轉向捷聯慣性組，提高了制導和姿態控制的可靠性，提高了速度陀螺、伺服機構等關鍵電子產品的電源電池數量，提高了電源的可靠性，增加了各種載體、輸出信號的冗余度，提高了信號傳輸和接收的可靠性等。這一系列高冗余冗余冗余冗余度保證了長征Ⅱ號火箭的可靠性指標從長征Ⅱ號的0.91提高到0.97。

4、增加安全設施和手段

我們知道火箭有自己的氧化劑和燃燒劑。此外，火箭上還有各種電源、管道和煙火分離裝置。一旦這些危險被誤點燃，將會造成巨大的損失。為了萬無一失，研究人員為長征二號F火箭增加了許多安全設施和手段，如增加了許多物理隔離措施和采用安全機制來防止意外點火，從而大大提高了火箭飛行的可靠性。

 

四、長征二號F火箭的發射成績

1999年11月20日，長征二號F火箭在中國酒泉衛星發射中心發射了中國第一艘無人駕駛實驗飛船“神舟一號”，開始了長征二號F火箭“神箭”般的生命歷程。2003年10月15日，長征二號F運載火箭將搭載中國首位宇航員楊利偉的神舟五號宇宙飛船準確送入預定軌道。這一壯舉使中國載人航天工程取得了歷史性突破，成為世界上第三個獨立開展載人航天活動的國家。兩年后，2005年10月12日，長征二號F運載火箭將神舟六號載人飛船送入太空，這是中國第二次八號運載火箭太空飛行。

 

到目前為止，長征二號F火箭已經成功地完成了所有神舟飛船的發射任務，并成功地將天宮一號和天宮二號送入太空。發射的成功率是100%，所以長征二號F火箭也被稱為“神箭”。

五、總結

毫無疑問，長征二號F火箭的巨大成功離不開宇航員的辛勤工作。正是他們的辛勤工作和一絲不茍的工作態度，使得火箭的所有問題盡可能地在地面上被消除，從而實現了零失誤。中國的載人航天工程起步較晚，落后于世界航天強國幾十年。然而，歷經千辛萬苦，世界上的一切都是艱難的。廣大航天員以艱苦卓絕、兢兢業業、攻堅克難的精神，推動了中國載人航天事業的快速發展。雖然與美國這樣的太空強國相比還有一定差距，但我們已經基本達到了世界先進水平。

 

如今我國第五個航天日剛剛過去，祝愿祖國的航天事業更加輝煌！


 

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