長征二號F遙十八運載火箭

1992年，中國實施載人航天工程，要求火箭能將重7.8噸的飛船送入距地面200千米的軌道。同時具有應急故障檢測和救生功能，當運載火箭在發射段和上升段發生危及航天員生命的故障，如火箭爆炸、火箭飛行偏離預定軌道，故障檢測裝置能自動發出指令，使飛船與火箭脱離，逃逸裝置能將飛船拽離火箭到達安全位置，返回地面脱離危險。另外，火箭還需具備高可靠性和高安全性，發射衞星的運載火箭可靠度達到0.90以上就可使用，而發射載人飛船用的運載火箭可靠性則要求達到0.97以上，這就要求關鍵系統或單機進行冗餘設計、裕度設計等提高可靠性。 ^[7] 

長征二號F運載火箭是在繼承“長征二號E”火箭主要構型的基礎上，按照發射載人飛船的要求，以提高可靠性、確保安全性為目標研製的新型運載火箭。火箭的控制系統採用冗餘技術，增加了故障檢測、逃逸救生等功能。飛船通過飛船支架、船箭鎖緊帶與火箭第二級連接，採用分離彈簧和反推火箭、側推火箭的分離方式保證火箭與飛船安全可靠分離。從1992年9月21日立項研製到1999年11月20日首飛成功，長征二號F火箭先後突破了逃逸系統、控制系統、動力系統關鍵設備可靠性設計等多項關鍵技術，完成了大量可靠性增長試驗及逃逸飛行器的研製試驗。 ^[7] 

2023年3月，據中國航天科技集團有限公司官網，長征二號F遙十八運載火箭通過評審，開始總裝。 ^[1] 

從空間站任務開始，為了確保航天員的安全，長征二號F火箭和神舟飛船都會採取“雙發並行、一主一備”的模式，在神舟十七號發射的同時，神舟十八號的飛船和火箭就已經準備就緒，在酒泉衞星發射中心待命了。 ^[3] 

2024年4月17日，神舟十八號載人飛船與長征二號F遙十八運載火箭組合體已轉運至發射區。 ^[2] 

2024年4月24日下午，長征二號F遙十八運載火箭按計劃完成推進劑加註，酒泉衞星發射中心載人航天發射場已經準備就緒。隨着發射窗口臨近，氣象系統加密天氣會商、加強危險天氣監測，運用發射場自主研發的逐時氣温預報系統和高空風分層預報系統，重點做好火箭加註逐時氣温預報、發射窗口地面天氣和高空風預報。 ^[5] 

長征二號F運載火箭為運載火箭3.35米構型的一種，在載人航天工程任務中完成了發射貨運飛船的任務，動力系統使用無毒無污染推進劑，火箭低軌道運載能力將達到13噸，電氣系統和地面測發控系統採用一體化設計等，將進一步提升中國運載火箭技術水平。

長征二號F運載火箭為帶助推的兩級火箭，分為載人和無人兩種狀態。無人狀態全箭總長約52米，起飛重量579噸，近地軌道最大運載能力為13噸。載人狀態全箭總長約57米，起飛重量582噸，近地軌道最大運載能力為12.5噸。兩種狀態的芯級直徑均為3.35米，採用4個2.25米直徑的助推器。芯級和助推器均安裝液氧煤油YF-100型發動機。

長征二號F運載火箭主要任務是研製用於發射載人飛船，長征-2F是中國國內可靠性、安全性最高的運載火箭。其控制系統採用冗餘技術，具備故障檢測、救生等功能。 ^[8] 

長征二號F火箭由箭體結構、動力裝置、控制、推進劑利用、故障檢測處理、逃逸救生、遙測、外測安全、地面設備和附加系統共10個分系統組成。 ^[8] 

長征二號F火箭箭體由逃逸塔、整流罩、高空分離發動機、高空逃逸發動機、柵格穩定翼、飛船、飛船支架、儀器艙、二級氧化劑箱、箱間段、二級燃燒劑箱、二級遊動發動機、二級主發動機、級間段、一級氧化劑箱、一級燃燒劑箱、一級發動機、助推劑頭錐、助推器氧化劑箱、助推劑燃燒劑箱、穩定尾翼、助推器發動機組成。 ^[8] 

長征二號F火箭箭體結構的功能主要是承受火箭在運輸、吊裝和飛行過程中的各種外載荷及內力，以及連接火箭上各個分系統連成一個整體，起着支持各系統的作用。箱體是貯存液體火箭發動機推進劑的大型容器。控制系統、推進劑利用、遙測系統、外安系統、故檢系統的儀器大部分裝在二子級箭體前面的儀器艙圓盤上，只有少量儀器由於特殊要求才分別裝於級間段和箱間段等部位。在箭體結構上，安裝有控制、遙測、故障檢測處理、外測安全、利用五大系統的儀器設備、傳感器、變換器共593台(件)，與之相連的電纜共232多根(束)。各系統儀器設備的安裝主要集中位於整流罩、儀器艙、二級箱間段、一級箱間段四個部段內。 ^[8] 

執行載人發射任務的長征二號F火箭，其頭頂上有一個像避雷針一樣的裝置是火箭的逃逸塔。逃逸塔由1台逃逸主發動機，1台分離發動機和4台俯仰偏航發動機組成，其作用是在火箭飛行的前120秒內，一旦火箭發生危及航天員生命的故障時，可以迅速將神舟飛船的軌道艙和返回艙帶離故障火箭，將航天員帶到安全地帶。 ^[3] 

逃逸主發動機，噴管相比其他的都比較大，推力也是這幾個發動機中最大的。作用就是當火箭發生重大的故障，可能威脅到航天員安全的時候，它的工作就是把整個逃逸飛行器帶離故障火箭，然後能夠使逃逸飛行器打到安全的區域。 ^[3] 

俯仰和偏航的發動機有不同的方向，作用就是當發生逃逸的時候，使整個逃逸飛行器偏離故障火箭的飛行的管道。

長征二號F運載火箭的動力系統由兩個芯級捆綁4個助推器組成。火箭第一芯級、第二芯級和助推器發動機的推進劑均為偏二甲肼和四氧化二氮。

一級發動機由4台代號為DaFY11-1的發動機通過機架並聯而成。每台發動機的地面推力約為740.4千牛，均可沿箭體切線方向搖擺，最大擺角±10°。

二級發動機由主機DaFY21-2和遊動發動機DaFY22-1通過機架組合而成。DaFY21-2是一台高空大噴管發動機，固定在機架中央，其真空推力約為746.97千牛。DaFY22-1遊動發動機是小推力高空短噴管發動機，在主機關機後繼續工作100多秒，將飛船送入預定軌道。 ^[8] 

YF-100發動機是中國航天科技集團公司第六研究院研製的補燃循環發機，推進劑採用液氧煤油，單台地面推力1170千牛。發動機採用先進的補燃循環系統和自身啓動方式，可以為氧化劑貯箱增壓提供熱氧氣，為伺服機構提供高壓煤油作為動力源。2000年，經國務院批准立項開始YF-100基本型發機的研製。單擺狀態YF-100F發動機處於試樣階段。截至2008年5月，該系統發動機累計試車時間達到17700秒，並經過搖擺試車考核。YF-100發動機廣泛用於未來新一代運載火箭動力系統。 ^[8] 

2024年4月25日20時59分，搭載神舟十八號載人飛船的長征二號F遙十八運載火箭在酒泉衞星發射中心點火發射。 ^{[6]  [9]} 

2024年4月25日，長征二號F遙十八運載火箭發射約10分鐘後，神舟十八號載人飛船與火箭成功分離，進入預定軌道。航天員乘組狀態良好，發射取得成功。 ^[9] 

長征二號F運載火箭是中國唯一在役的載人火箭，由中國航天科技集團一院抓總研製。按照高可靠的任務要求，長二F火箭消除薄弱環節、優化技術狀態，長征二號F遙十八火箭可靠性評估值已提升至0.9903，安全性評估值達0.99996。 ^[13] 

長征二號F遙十八運載火箭還首次採用了質量確認形式。設計人員根據裝配要求和技術指標形成檢驗表格，逐項確認裝配狀態，檢查裝配數據。裝配操作質量更精準更可控。 ^[11] 

長征二號F遙十八運載火箭在控制系統方面，採用了雙冗餘甚至三冗餘的設計策略，即使在飛行過程中出現了單板級故障，仍能保障飛行安全。神十八發射首次使用了合罩操作平台——在扣罩廠房裏，操作人員乘坐升降車上下移動，在縱向分離面上，自上而下連接解鎖機構，使兩個半罩合二為一。操作枱由單層升級為4層，實現了並行操作。合罩時間由12個小時縮短為8個小時，合罩效率提升了30%。 ^[11] 

長征二號F遙十八運載火箭執行神舟十八號發射任務，是長征二號F火箭第13次執行載人發射任務，相比神舟十七號發射任務，長征二號F遙十八火箭進行了32項技術狀態改進，涉及火箭產品和地面設備等多個方面。在發射流程方面，隨着技術改進和流程優化，長二F火箭發射場流程也已由空間站建造初期的49天縮減到30天。 ^[10-11] 

長征二號F遙十八運載火箭執行的神舟十八號載人飛船發射任務，是中國載人航天工程進入空間站應用與發展階段的第3次載人飛行任務，是工程立項實施以來的第32次發射任務，也是長征系列運載火箭的第518次飛行。 ^[12]  （中國載人航天工程網 評）