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自方案提出以来,中国新一代载人火箭就没有一个正式的名称,都是以载人航天工程代号“921”称呼,921也成了中国新一代载人火箭的代名词。

6月25日,中国长征系列运载火箭总设计师龙乐豪院士在香港大学做了题为《长征火箭与中国航天》的演讲,在阐述921火箭时将其命名为CZ-5DY(以下CZ-5DY、“长征五号DY”均指921火箭),意即“长征五号”登月版,从此921火箭算是有了标准名称了。

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龙乐豪院士讲座现场

按照设计思路,将921命名为CZ-5DY是有根据的。为满足载人登月的需求,以“长征五号”为基础研制了采用CBC结构的载人火箭,即新一代载人火箭登月版,在登月版基础上去掉助推器与芯三级火箭,衍生出用于近地载人的两级构型(相当于“长征五号”基本型去掉助推器),即新一代载人火箭近地版,因此,将921命名为CZ-5DY恰到好处。

CZ-5DY采用三级半构型,一级捆绑两个芯级助推构成CBC结构(三芯并联),芯级与助推器直径均为5米。CZ-5DY每台助推器配备7台YF-100K液氧煤油发动机,单台推力为1545千牛,同时,芯一级也配备了7台YF-100K。CZ-5DY芯二级配备2台YF-100M液氧煤油发动机,芯三级配备3台YF-75D液氢液氧发动机,单台推力88.36千牛。CZ-5DY箭长100米左右,起飞质量2211吨,起飞推力2680吨,可提供70吨的近地轨道(LEO)运力以及27吨的地月转移轨道(LTO)运力,推重比为1.21,近地轨道运载系数为3.17%,地月转移轨道运载系数为1.22%。相较于现有“长征五号”系列,“长征五号DY”推重比与其持平,近地轨道与地月转移轨道运载系数有了显著提高,说明后者拥有更高的运载效率。

为了兼顾近地载人,“长五DY”还推出了近地版,采用不带助推器的两级构型,近地轨道(LEO)运力20吨,运载起飞质量14吨的新一代飞船近地版尚有余力,还能支持未来的空间站建设。相较于现役载人火箭“长二F”,“长五DY”近地版的近地轨道运力约为前者的2.27倍,但是要达到“长二F”遥十二的0.9894的可靠性与0.99996的安全性可不是一件容易的事情,需要在大量的发射实践中不断改进提高。

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“长征二号F”遥十二

按照规划,“长五DY”将用于执行我国的载人登月计划,在2030之前将搭载新一代载人飞船实现我国的载人登月目标。为了解决运力不足的问题,也为了提高任务的可靠性和安全性,我国的载人登月计划将使用两发“长五DY”火箭,一发打载人飞船、一发打月面着陆器,然后二者在近月轨道对接,形成四舱结构,完成登月任务后,航天员再乘坐上升器从月面起飞,进入月球轨道与载人飞船对接,换乘之后飞船抛弃上升器,返回地球。

“长五DY”的出现也是恰到好处的,它一举解决了载人登月与近地载人的问题,也能够利用“长五”验证过的成熟技术来保证可靠性。此外,“长五DY”还具备12吨的地火转移轨道(TMI)运力,还可用于将来的火星取样返回。目前,在张智团队的努力下,新一代载人火箭“长五DY”已经走到关键技术攻关及深化论证阶段,火箭部组件的研制也在顺利展开,期待接下来的好消息!

作者:大白高国

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