长征二号F运载火箭（中国研发的运载火箭）

发展沿革

研制背景

20世纪60年代至70年代，世界航天强国美国、苏联相继实施载人航天探索。1961年4月12日苏联宇航员加加林首次太空飞行。1969年7月21日，美国人阿姆斯特朗首次登上月球。1971年4月19日，苏联率先发射了载人空间站。

20世纪80年代，中国开展“高技术发展研究规划论证”。

1986年3月，中国国务院组织制定了中国高技术发展研究规划，称为“863计划”。

1987年，中国开始实施“863计划”，分7个重点领域，其中之一“863-2”即为中国载人航天领域制定发展蓝图。从1987年开始历时5年，一直到1992年1月，进行载人航天技术经济可行性论证，之后进入准备立项阶段。

1992年9月21日，经过多年周密论证，中共中央政治局常委会决定实施代号“921工程”的载人航天工程，确定了“三步走”的发展战略。

长征二号F火箭作为载人航天工程的重要组成部分，成为中国载人航天工程的七大系统之一。立项研制时不仅将运载能力、入轨精度等性能指标，而且将可靠性、安全性指标也作为最重要的设计参数，确定按照可靠性不低于0.97、安全性不低于0.997的目标进行研制。

研制历程

1992年年底，长征二号F火箭研制正式启动。

1999年11月20日，长征二号F火箭首次发射并取得成功，将中国第一艘无人实验飞船“神舟一号”送入太空。

2003年10月15日，长征二号F火箭将中国首名航天员杨利伟送入太空，使中国成为继苏联和美国之后，第三个将人类送上太空的国家。

2005年10月12日，长征二号F火箭将航天员费俊龙、聂海胜送入太空，实现多人多天飞行试验，这也标志着中国载人航天工程的“第一步”成功实现。

2008年9月25日，长征二号F火箭将翟志刚、刘伯明和景海鹏三名航天员送入太空，翟志刚迈出中国人漫步太空的第一步，使中国成为世界上第三个独立掌握空间出舱活动关键技术的国家。

2011年11月3日，长征二号F火箭在酒泉卫星发射中心将神舟八号飞船成功发射升空，神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器成功实现刚性连接，形成组合体，中国首次空间交会对接试验获得成功，成为世界上第三个自主掌握空间交会对接技术的国家。

2012年6月16日，长征二号F火箭在酒泉卫星发射中心将神舟九号飞船成功发射升空，神舟九号飞船与天宫一号载人交会对接任务圆满成功，实现了中国空间交会对接技术的又一重大突破，标志着中国载人航天工程“第二步”战略目标取得了具有决定性意义的重要进展。

2016年10月17日，长征二号F火箭成功发射神舟十一号飞船，航天员景海鹏、陈冬，成功在太空驻留33天，完成系列科学试验和技术试验。完成了中国载人航天工程的“第二步”。

2021年6月16日，从神舟十二号载人飞行任务新闻发布会获悉，经总指挥部研究决定，瞄准北京时间6月17日9时22分发射神舟十二号载人飞船，执行此次发射任务的长征二号F遥十二火箭将加注推进剂。

2021年6月17日，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。

2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射，神舟十三号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。

技术特点

总体设计

长征二号F运载火箭是在长征二号E火箭的基础上，按照发射载人飞船的要求，以提高可靠性确保安全性为目标研制的运载火箭。火箭由四个液体助推器、芯一级火箭、芯二级火箭、整流罩和逃逸塔组成，是当时中国所有运载火箭中起飞质量最大、长度最长的火箭。运载火箭有箭体结构、控制系统、动力装置、故障检测处理系统、逃逸系统、遥测系统、外测安全系统、推进剂利用系统、附加系统、地面设备等十个分系统，为兼顾卫星的发射，保留了有效载荷调姿定向系统的接口和安装位置。故障检测处理系统和逃逸系统是为确保航天员的安全而增加的，其作用是在飞船入轨前，监测运载火箭状态，若发生重大故障，使载有航天员的飞船安全地脱离危险区。

箭体结构

长征二号F运载火箭由箭体结构系统、动力装置系统、控制系统、推进剂利用系统、故障检测处理系统、逃逸系统、遥测系统、外测安全系统和附加系统及地面设备系统共10个系统组成。

动力系统

长征二号F火箭继承了长征二号E火箭的主要构型，即：芯级捆绑4个助推器。助推器在长征二号E基础上加长，捆绑连接点位置由一级后箱前短壳移至一级箱间段；对整流罩按照飞船和逃逸的要求进行了全新设计，在整流罩上面增加了逃逸塔；在助推器尾部增加了尾翼。火箭全长58.3米，起飞重量479.8吨，是21世纪初期中国研制的火箭中最高、最重的。

长征二号F火箭的芯级直径3.35米，助推器直径2.25米，整流罩直径3.8米，火箭最大横截面直径10.2米。火箭芯级和助推器均使用四氧化二氮和偏二甲肼推进剂，一级加注推进剂约186.6吨，二级加注推进剂约84.8吨，助推器加注推进剂约41.5吨，火箭加注质量481.9吨。在近地点高度200千米，远地点高度350千米，轨道倾角42.4°时，运载能力大于7.8吨。

型号分支

长征二号F运载火箭

长征二号F基本型

长征二号F基本型，简称长二F（CZ-2F）基本型，或称原型，用于发射神舟飞船的载人任务，安装逃逸塔。

长征二号F基本型先后成功发射了“神舟一号”至“神舟七号”飞船，为我国成功实现载人航天飞行做出了历史性贡献。2008年9月25日，最后一次使用基本型发射，目前已停产。

长征二号F改进型

长征二号F改进型运载火箭，简称长二F改（CZ-2F/G），替代基本型，用于发射神舟飞船载人任务（安装逃逸塔）以及不载人任务和空间站如天宫一号（不设逃逸塔，整流罩顶部改为冯·卡门曲线）。

神舟七号发射任务完成后，长征二号F基本型不再执行任务，后续任务暂时由长征二号F改执行。

飞行程序

衍生型号

长征二号F运载火箭共有长征二号F基本型和长征二号F改进型G型和T1型：

长征二号F基本型

长征二号F基本型，简称长二F型火箭（CZ-2F），或称原型，用于发射神舟飞船的载人任务，安装逃逸塔。

火箭全长58.34米，一、二子级直径3.35米，助推器直径2.25m，整流罩直径3.8m，起飞质量479.8吨，可以把8.4吨的有效载荷送入近地点200千米、远地点350千米、倾角42°的地球近地轨道。长征二号F基本型先后成功发射了“神舟一号”至“神舟七号”飞船，为中国成功实现载人航天飞行做出了历史性贡献。2008年9月25日最后一次使用基本型发射，已停产。

长征二号F/G

长征二号F改进型载人飞船运载火箭，简称长二F改Y型火箭（CZ-2F/G），用于替代基本型发射神舟飞船载人任务（安装逃逸塔）长征二号F改是在长征二号F基本型基础上，助推器推进剂储箱顶部椭球顶改为锥形顶，提升推进剂储存量，改用双激光惯组主从冗余，增加近地轨道推力。与基型比较，长二F改有170多项改进和190多项技术状态的变化。

火箭起飞质量约493吨，发射载人飞船型号和发射目标飞行器或空间实验室的型号（无逃逸塔）的整流罩直径分别为3.8米和4.2米，火箭全长分别为58.34米和52米。可以把8.8吨的有效载荷送入近地点200千米、远地点350千米、倾角42°的地球近地轨道。从神舟八号发射任务起，长征二号F基本型不再执行任务，后续任务由长征二号F改执行。

长征二号F/T1

长征二号F改进型目标飞行器运载运载火箭，简称长二F改T型火箭（代号：CZ-2F/T1），用于不载人任务和空间站如天宫一号（不设逃逸塔，整流罩顶部改为冯·卡门曲线）。该火箭整流罩首用“冯·卡门曲线”。在发射“天宫一号”目标飞行器时，火箭外形上的最大变化是整流罩长度由先前的10.7米增至12.7米，最大直径也由先前的3.8米增至4.2米。采用“冯·卡门曲线”一是能够减小空气阻力和脉动压力；二是减轻了箭体结构的载荷影响，同时对整流罩的载荷设计也有好处。

​性能数据

指标释义

可靠性指标：可靠性0.97，表示发射100次可能允许出现3次故障。可靠性指标是一个产品在规定时间内、规定条件下完成规定任务的概率。

安全性指标：安全性0.997，表示发射出现1000次故障所采取的救助措施，只允许3次不成功。安全性指标代表了火箭出现故障时还能保障航天员安全返回的条件概率。长征二号F运载火箭在设计上最突出的特点是增加了故障检测处理系统和逃逸系统。

它们的计算要依据大量的参数，由两部分构成：大量的地面试验数据+该型火箭实际发射的飞行数据。

系统组成

系统整体结构

长征二号F运载火箭由箭体结构系统、动力装置系统、控制系统、推进剂利用系统、故障检测处理系统、逃逸系统、遥测系统、外测安全系统和附加系统及地面设备系统共10个系统组成。

助推器、芯级第一级、芯级第二级、整流罩、逃逸塔等箭体结构组成了火箭的“身体”。助推发动机、一级发动机、二级发动机是火箭的“动力和心脏”。控制系统是火箭的“大脑和神经”。为了更加充分有效地利用火箭装载的燃料，火箭上还设计了推进剂利用系统，能够保证二级火箭的氧化剂和燃烧剂同时燃烧完毕。

为了保障航天员的安全，保证即使在突发的意外情况下航天员依然能够顺利得到解救，脱离危险的故障火箭，长征二号F运载火箭设置了故障检测处理系统，用于参数检测、判断，在发现火箭出现重大故障时发出逃逸指令，并按逃逸模式执行逃逸指令。火箭的逃逸系统是故障检测处理系统的执行机构，处于火箭最前端的尖状物就是逃逸塔。

为了测量火箭的弹道，接收地面逃逸指令和安全控制指令，火箭设置了自己的安全系统。为了了解火箭飞行过程中的工作情况，火箭上还设置了遥测系统，它能够测量、记录和发送火箭在飞行中的所有工作参数和环境参数，为故障检测处理系统提供检测参数，同时为地面故障判断实时提供遥测参数，这两个系统都需要同地面的测量设备协同工作，地面测控站和远在太平洋的“远望号”测量船则需要接收火箭传回的信号，并给火箭发出相应的控制指令。

此外，火箭还需要主要由耗尽关机信号系统、加注液位测量、推进剂测温、垂直度调整和地面总体综合测试网组成的附加系统，以及由地面发射平台、推进剂加注设备、转运车、吊装设备、各系统地面测试设备等组成的地面支持系统，共同完成火箭在发射场的组装、测试、转场等一系列火箭发射前的准备工作。

故障自动检测处理系统

长征二号F火箭上增加了自动故障检测处理系统，这套系统可以在飞船待发射阶段和上升阶段自动进行故障检测，一旦有问题它会自动报警。假如航天员正在塔架上尚未进舱，他们可以就近跳进塔架上的逃逸布袋，布袋是用一种弹力很强的特殊帆布做的，航天员跳进去后用四肢的阻力来控制下降的速度，像乘软滑梯一样从上面一直滑到地下室的安全地区。假如航天员已经进舱，这套系统可以指挥火箭顶部的逃逸塔自动点火，把飞船返回舱拽离火箭，安全降落。

逃逸系统

为保证航天员的安全，长征二号F火箭还取消了其他火箭一旦姿态不稳便自动自毁的功能，配备了逃逸系统，一旦出现意外，它可以随时启动。逃逸塔在飞船的顶部，塔高8米，从远处看像是火箭上的避雷针。它的任务是在火箭起飞前900秒到起飞后120秒时间段内，也就是飞行高度在0公里至40公里时，万一火箭发生故障，它可以拽着轨道舱和返回舱与火箭分离，并降落在安全地带，帮助飞船上的航天员脱离险境。逃逸塔分离后到抛整流罩前（40~110公里）出现故障由整流罩上的高空分离发动机逃逸，抛整流罩到飞船入轨前（110~200公里）出现故障飞船可以直接和二级火箭分离，紧急返回。

图像遥测系统

在以往的飞行中，火箭的关机、分离等动作，地面控制中心都是靠相应的遥测参数来获知的，但是，这些参数具有间接性，不直观。第六枚长征二号F运载火箭在遥测系统中首次设置了图像测量系统，用于监视助推器分离、级间分离、整流罩分离、船箭分离的过程，使地面控制中心人员能够直接“观看”到分离过程。

与遥测参数相比，图像信息需要占用更宽的数据频带，原来分配给遥测系统的数据传输速度也不够，需要从总体上调整遥测参数，为图像信息数据调整出所需要的频带。同时增加图像压缩处理器，尽量压缩图像信息的数据量。

其次，需要上天飞行的CCD摄像装置、图像压缩处理器、图像综合控制器等一系列设备还要经历严酷的火箭飞行环境的考验,包括高过载、振动、高温、真空等。因此，这些设备的设计标准和历经的试验都需要通过高标准的考核。

长征二号F运载火箭

发射任务

神舟一号飞船

1999年11月20日凌晨6:30分，中国第一艘无人试验飞船—神舟一号在中国酒泉卫星发射中心，由长征二号F运载火箭发射升空。经过21小时的飞行，完成预定的科学试验后，神舟一号于11月21日凌晨3:41分在内蒙古中部地区成功着陆，中国人成功实现了天地往返的重大突破。作为我国航天史上的又一里程碑，神舟一号试验飞船的成功发射与回收，标志着我国载人航天技术获得了新的重大突破，使我国发展载人航天事业迈出了重要一步。

神舟二号飞船

神舟二号飞船于2001年1月10日凌晨1:00在酒泉卫星发射中心由长征二号F运载火箭发射升空，在轨运行7天后成功返回地面。神舟二号是我国第一艘正样无人飞船，由轨道舱、返回舱和推进舱组成，飞船技术状态与载人飞船基本一致，并首次进行了微重力环境下的空间生命科学、空间材料、空间天文和物理等领域的实验。

神舟三号飞船

神舟三号飞船由中国航天科技集团公司所属的中国空间技术研究院和上海航天技术研究院为主研制，长征二号F运载火箭由中国运载火箭技术研究院为主研制，于2002年3月25日22：15分发射。这次发射是长征系列运载火箭第66次飞行。自1996年10月以来，我国运载火箭发射已经连续24次获得成功。中国科学院和信息产业部等有关单位为这次发射研制了对地遥感、生命科学、空间科学等船载仪器和地面测控设备。

神舟四号飞船

神舟四号飞船于2002年12月30日凌晨0:40由长征二号F运载火箭发射升空，1月5日返回，耗时6天零18小时。

飞船技术状态与载人飞行时完全一致，解决了前三次无人飞行试验中发现的有害气体超标等问题，运载火箭和飞船完善了航天员逃逸救生功能。

神舟五号飞船

神舟五号载人飞船是神舟号系列飞船之一，是中国首次发射的载人航天飞行器，于2003年10月15日09时00分由长征二号F运载火箭发射升空，将航天员杨利伟送入太空。这次的成功发射标志着中国成为继前苏联（现由俄罗斯承继）和美国之后，第三个有能力独自将人送上太空的国家。飞船于2003年10月16日6时28分安全返回地面。

神舟六号飞船

神舟六号飞船于2005年10月12日9时00分03秒583毫秒由长征二号F运载火箭从中国酒泉卫星发射中心载人航天发射场起飞，将航天员费俊龙（指令长），聂海胜（操作手）送入太空。10月13日聂海胜迎来他41岁的农历生日，这是中国人首次在太空庆祝生日。飞船于2005年10月17日4时33分成功着陆，共飞行115小时32分钟。

神舟六号载人飞船是中国神舟号系列飞船之一。神舟六号与神舟五号在外形上没有差别，仍为推进舱、返回舱、轨道舱的三舱结构，重量基本保持在8吨左右，用长征二号F型运载火箭进行发射。它是中国第二艘搭载太空人的飞船，也是中国第一艘执行“多人多天”任务的载人飞船。这也是世界上人类的第243次太空飞行。

神舟七号飞船

神舟七号飞船于2008年9月25日21点10分04秒988毫秒由长征二号F运载火箭从中国酒泉卫星发射中心载人航天发射场发射升空。搭载航天员翟志刚（指令长），刘伯明，景海鹏，其中翟志刚，刘伯明于9月27日16时35分进行我国首次太空行走。飞船于2008年9月28日17点37分成功着陆于中国内蒙古四子王旗主着陆场。神舟七号飞船共计飞行2天20小时27分钟。

天宫一号

天宫一号是中国首个目标飞行器，于2011年9月29日21时16分03秒507毫秒在酒泉卫星发射中心发射，由长征二号F/T1火箭运载，火箭全长52米，运载能力为8.6吨。天宫一号设计在轨寿命两年。

神舟八号飞船

神舟八号无人飞行器，是中国神舟系列飞船的第八个，也是中国神舟系列飞船进入批量生产的代表。神八已于2011年11月1日5时58分10秒430毫秒由改进型长征二号F遥八火箭顺利发射升空。升空后，于11月3日凌晨与天宫一号目标飞行器进行第一次自动交会对接，之后天宫一号与神舟八号组合飞行12天，第二次交会对接于11月14日20时成功完成。第二次交会对接飞行2天之后的16日，神舟八号第二次撤离天宫一号，并于17日19时32分返回地面。

神舟九号飞船

神舟九号飞船于2012年6月16日18时37分21秒点火起飞，飞船搭载三名航天员景海鹏，刘旺，刘洋（女），其中景海鹏曾执行过神舟七号飞船飞行任务，由此成为中国航天两度飞天的第一人，刘洋则是第一位飞天的中国女航天员。6月18日11时左右飞船转入自主控制飞行，14时左右与天宫一号实施自动交会对接；6月24日12时42分飞船与天宫一号目标飞行器顺利完成我国首次手动交会对接。这是中国实施的首次载人空间交会对接。并于2012年6月29日10点00分安全返回。

神舟十号飞船

神舟十号飞船于2013年6月11日17时38分02秒由CZ-2FY10火箭点火起飞，飞船搭载三名航天员聂海胜、王亚平（女）、张晓光，其中聂海胜曾执行神舟六号飞船飞行任务。如今发射活动已经圆满结束，飞船成功入轨。神舟十号飞船执行了15天的应用性航天载人飞行任务。

天宫二号

天宫二号于2016年9月15日22时04分09秒由长征二号F/T2运载火箭点火起飞，是我国首个空间实验室。

神舟十一号

神舟十一号飞船于2016年10月17日7点30分28秒在中国酒泉卫星发射中心发射，目的是为了更好地掌握空间交会对接技术，开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验。神舟十一号由长征二号F运载火箭发射。

可重复使用试验航天器

2020年9月4日在酒泉卫星发射中心，利用长征二号F运载火箭，成功发射一型可重复使用的试验航天器。

执行神舟十二号载人航天飞行任务

2021年4月15日，执行神舟十二号载人航天飞行任务的载人飞船及长征二号F遥十二运载火箭完成出厂前所有研制工作，日前，已分批安全运抵酒泉卫星发射中心，开展发射场区总装和测试工作。

取得成果

到目前为止，长征二号F型火箭已经成功地将4艘神舟号无人飞船和神舟五号、六号、七号载人飞船、天宫一号、神舟八号、神舟九号，神舟十号载人飞船送入太空预定轨道,发射成功率达到100%，取得十全十美的战绩。

发射记录

LEO：近地轨道（LowEarthorbit），又称低地轨道，是指航天器距离地面高度较低的轨道。

安全设计

改进型长征二号F火箭专属指标：可靠性0.97和安全性0.997。

由于是载人飞船，飞船的安全可靠是头等大事。神舟十二号飞船充分继承了神舟十一号飞船的技术状态，主要功能和技术指标保持不变。在此基础上，根据空间站的任务要求，研制人员对神舟十二号进行了适应性改进，使这艘飞船更加安全，为航天员的生命安全保驾护航：

1、“神十二”飞船可自动识别和处置故障。

2、“神十二”飞船可自动或手控完成交会对接。

在长二F火箭的顶部，有一个类似避雷针的装置，它的名字叫逃逸塔，它主要是用来在火箭起飞前以及在低空飞行时保障航天员安全：如果火箭出现倾倒这种故障的时候，可以点火逃逸塔，它直接带着整流罩，整流罩里头的飞船直接带着它飞出去。回落的时候，飞船需要打开降落伞，所以逃逸塔一定要把它带到一定高度，飞船自己的伞能打开的时候才能慢慢降落下来。

如果火箭飞行到高空之后出现问题，此时包裹着飞船的整流罩就将发挥作用了。飞行到120秒的时候，逃逸塔的话就被抛掉了，这个时候如果再需要进行逃逸，我们就在整流罩上又装了4台高空逃逸发动机。出现故障之后的话，高空逃逸发动机能够继续带动飞行器脱离故障火箭。

为了保证逃逸系统触发的条件准确及时，长二F火箭上还配备了一套独有的故障检测系统，它能够自动检测火箭各项参数，判断火箭故障，发出逃逸指令和终止飞行指令。

总设计师

长征二号F运载火箭

总体评价

长征二号F作为中国的新一代运载火箭系列适应能力强，能够满足21世纪初30至50年中国国内和中国以外航天市场的需要，可以使中国运载火箭实现升级换代，并推动其产业化进程，实现其跨越式发展，从而全面提升中国运载火箭的国际竞争能力。

随着神舟七号载人飞船发射升空，长征系列运载火箭已成功发射109次。长征二号F型火箭可靠性指标达到0.97，航天员安全性指标达到0.997，这意味着1000次故障所采取的救助措施只允许有3次不成功。这是中国航天史上技术最复杂、可靠性和安全性指标最高的运载火箭。火箭能够安全可靠地将飞船送入预定轨道，同时，在飞出大气层之前，若出现重大故障，能按救生要求使航天员安全脱离故障危险区。长征二号F型火箭已经成功地将4艘神舟号无人飞船和神舟五号、神舟六号、神舟七号载人飞船、天宫一号目标飞行器、神舟八号、神舟九号，神舟十号、天宫二号空间实验室、神舟十一号载人飞船送入太空预定轨道。长征二号F火箭以13次成功飞行，100%发射成功率，将5艘无人飞船、6艘载人飞船、1个目标飞行器和1个空间实验室送入太空。（中国广播网、《中国航天》、中国载人航天工程网评）

2021年10月16日0时23分，中国安全系数最高的运载火箭长征二号F运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火升空，直入苍穹，将神舟十三号载人飞船成功送入预定轨道。据中国航天科技集团一院专家向《环球时报》介绍，长征二号F运载火箭，一直扮演着中国航天员“专属座驾”的特殊角色。该型火箭在经过多次技术改进后，可靠性已经提升到了0.9894。相较而言，通常发射卫星的运载火箭可靠性要求约为0.9，发射载人飞船的运载火箭可靠性要求为0.97，长征二号F火箭这一指标的提升不仅再次刷新其自身纪录，也使得长征二号F火箭的可靠性处于世界前列。