应用发射首秀！长征七号将送天舟一号上天，看你的了！

天舟一号货运飞船发射档期确定4月，还真有点小兴奋！而更令人激动的是，去年成功首发的长征七号将送天舟一号上天。

据报道，用于发射天舟一号的长征七号遥二火箭，从天津港启程后，经过一周多的海陆运输，于11日安全运抵海南文昌航天发射场，将开展发射场区总装和测试工作。

▲长征七号遥二运载火箭运抵海南文昌发射场/来源：央视网

目前，发射场设施设备状态良好，各项准备工作有序进行。天舟一号货运飞船正在发射场按既定程序开展测试工作，计划4月中下旬由长征七号遥二火箭发射升空。

此次任务，将是我国天舟货运飞船和长征七号运载火箭组成的空间站货物运输系统的首次飞行试验，也是中国载人航天工程空间实验室阶段的收官之战，为空间站建设任务奠定坚实技术基础。

航天科技集团长征七号运载火箭副总设计师程堂明表示，从在天津总装测试的情况来看，火箭各系统状态非常好，已经做好了发射货运飞船的准备。这是长征七号火箭第一次应用发射，立项的根本就是要发射货运飞船，所以对我们意义非常重大。

▲长征七号（图片来源于网络）

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长征七号：

我国新一代运载火箭家族中的一员

长征七号是我国新一代中型运载火箭的基本型号，可为我国载人航天工程发射货运飞船，也可用于发射人造卫星等其他载荷。该型火箭采用液氧煤油发动机等新技术，近地轨道运载能力13.5吨，于2016年6月25日在文昌航天发射场成功完成首次发射飞行任务。

据介绍，在首飞试验结果分析基础上，长征七号遥二火箭按照发射天舟一号货运飞船的状态变化要求，开展了相应优化设计，进一步提高了相关产品的可靠性，满足发射任务要求。

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为啥要造长七？

火箭更新换代是火箭不断发展的必然要求，就像我们手机用久了需要更换性能更好的新手机一样，火箭用久了也要进行更换。我们现役的长征系列中型运载火箭性能已经无法满足要求，和世界先进水平也有一定的差距，因此，我们需要新的中型运载火箭。

进入21世纪，我国适时启动了新一代运载火箭研制计划，新一代运载火箭以“通用化、系列化和组合化”为设计原则，按照为“一个系列、两种发动机、三个模块”的总体发展思路进行研制，形成新一代小、中、大液体运载火箭系列。三种模块按照不同的方式组合起来，就形成了长征五号、长征六号和长征七号三种新一代运载火箭。因此，长征七号是我国新一代运载火箭家族中的一员。

与我国之前的主力火箭相比，长征七号火箭在自身重量增加20%的情况下，运力居然增加了70%！它是怎么做到的呢？

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燃料很给力

我国以前大都是使用偏二甲肼和四氧化二氮作为火箭的推进剂。

偏二甲肼是一种氧化剂，非常容易燃烧和爆炸，一直以来，常用作火箭燃料。然而，偏二甲肼有剧毒，还致癌，这是它最大的缺点。作为氧化剂的四氧化二氮，也是有毒的，还有强烈的腐蚀性。

而长征七号，全部使用液氧和煤油，无毒环保，燃烧后的主要产物是水和二氧化碳。

▲俄罗斯使用偏二甲肼和四氧化二氮作为燃料，发射现场红烟滚滚。

▲早前发射的长征六号燃料为液氧和煤油，燃烧的主要产物是水汽，发射现场白烟滚滚

液氧和煤油的另一大优点是便宜。把空气冷冻成液体后再分离，就能制成了液氧，因此，一吨液氧的价格还不到2000元。另外，煤油也不贵。但偏二甲肼就不同了，它的价格高达每吨8万元，四氧化二氮的价格为每吨1.7万元。

▲液氧为浅蓝色液体

便宜的燃料可以降低火箭发射成本。以发射神舟飞船的长征二F火箭为例，如果使用液氧煤油，那么每次发射可以节约推进剂费用上千万元。

值得注意的是，液氧温度约为零下180摄氏度，灌入后，过不了多久，箭体上就会有大量凝结的水珠，尤其是在海南文昌这种高热高湿的地方，水汽凝结现象更为严重。为了解决此问题，长征七号进行了特殊设计，箭体可防水，也正因此，长征七号甚至可在中雨的天气状况下进行发射。

不少人难免有疑问，液氧和煤油既然如此便宜环保，为何以前发射火箭却没有使用呢？答案当然是发动机——可以说，没有我国液氧煤油发动机的研制成功，就没有今日长征七号的大推力。

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先进的发动机

▲长征五号（左）、长征七号（右）（陈霄 摄）

长征七号的4个助推器，每个使用一台YF-100液氧煤油发动机，火箭芯一级使用两台YF-100液氧煤油发动机，每台YF-100液氧煤油发动机能产生120吨推力。高性能的液氧煤油火箭发动机是长征七号在自身体重增加不大的情况下，运力大幅提高的根本原因之一。

▲图为YF-100发动机，可提供120吨的推力，而长征2F火箭发动机每台只能提供75吨的推力。我国重载火箭长征五号，又叫大火箭，也将使用YF-100发动机。

另外，火箭装载的燃料越多，运力越大，长征七号高达53米，而其自身钢材重量只占到10%，这也是其运力大增的原因之一。

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长七是未来主力

我国新一代运载火箭中，长征七号既不像长征六号那般小，也不像长征五号那般大，它处在中间位置，属于全新研制的新一代中型运载火箭，这也决定了我国未来的大量发射任务将由长征七号来承担。

长征七号火箭“肩上”的担子可不轻，它要为我国未来空间站发射“天舟”货运飞船，服务于载人航天工程后续任务。其实，它不仅可以发射货运飞船，未来也要发射各种卫星，甚至载人飞船，逐步替代长征二号系列、长征三号系列和长征四号系列。

下个月，长征七号就将送天舟一号上天并“牵手”天宫二号。

让我们期待长七和天宫可以成功“牵手”！

出品：科普中国
制作：中国科普博览
监制：中国科学院计算机网络信息中心

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