據中國載人航天工程辦公室消息
2020年5月5日18時00分，為我國載人空間站工程研製的長徵五號B運載火箭，搭載新一代載人飛船試驗船和柔性充氣式貨物返回艙試驗艙，在我國文昌航天發射場點火升空！
中共中央 國務院 中央軍委對長徵五號B運載火箭首次飛行任務圓滿成功的賀電
（向上滑動，查看賀電）
載人航天工程空間站階段飛行任務總指揮部並參加長徵五號B運載火箭首次飛行任務的各參研參試單位和全體同志：
長徵五號B運載火箭首次飛行任務展開以來，各參研參試單位和全體同志團結拼搏、同舟共濟，成功克服新冠肺炎疫情影響等重重困難，奪取了首次飛行任務圓滿成功的重大勝利，中共中央、國務院、中央軍委向你們表示熱烈祝賀和親切慰問！
長徵五號B運載火箭首次飛行任務的圓滿成功，標誌著空間站階段飛行任務首戰告捷，為全面實現我國載人航天工程第三步發展戰略奠定了堅實基礎。這是工程全線在習近平新時代中國特色社會主義思想指引下，堅定不移走中國特色自主創新道路，努力建設航天強國和世界科技強國取得的最新成就，必將激勵全黨全軍全國各族人民進一步增強「四個意識」、堅定「四個自信」、做到「兩個維護」，努力為實現中國夢和強軍夢而不懈奮鬥，不斷開創新時代中國特色社會主義事業新局面。你們為黨和國家事業發展作出了卓越貢獻，祖國和人民感謝你們！
探索浩瀚太空永無止境，攀登科技高峰任重道遠。載人航天工程後續任務艱巨繁重，面臨的困難和考驗嚴峻複雜。希望你們更加緊密地團結在以習近平同志為核心的黨中央周圍，以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，全面貫徹黨的十九大和十九屆二中、三中、四中全會精神，大力弘揚「兩彈一星」精神和載人航天精神，在航天報國和科技強國的偉大實踐中，不忘初心、牢記使命，奮發有為、再立新功，為實現「兩個一百年」奮鬥目標、實現中華民族偉大復興的中國夢作出新的更大貢獻！
中共中央
國務院
中央軍委
2020年5月5日
▲ 長徵五號B運載火箭飛天瞬間
▲ 長徵五號B運載火箭飛天軌跡
▲ 長徵五號B運載火箭點火瞬間
▲ 長徵五號B運載火箭一飛沖天
「胖五」火箭的兄弟——長徵五號B運載火箭華麗首秀！
火箭發射約488秒後，載荷組合體與火箭成功分離，進入預定軌道，首飛任務取得圓滿成功，實現空間站階段飛行任務首戰告捷，拉開我國載人航天工程「第三步」任務序幕。
長徵五號B火箭由中國航天科技集團有限公司一院抓總研製，全長約53.7米，相當於18層樓高，起飛質量約849噸，近地軌道運載能力達到25噸級，可滿足約22噸的空間站艙段發射需求。
▲ 長徵五號B運載火箭全身圖
長徵五號系列運載火箭主要包括長徵五號和長徵五號B兩型火箭。兩兄弟火箭一樣「胖」，芯一級直徑均為5米，捆綁4個直徑3.35米的助推器，最直觀的區別是高度和構型不一樣。
相對於長徵五號，長徵五號B火箭矮了約3米，減少了二子級和級間段，是我國首型「一級半」火箭（助推器又稱為「半級」）。不過，長五B有個「大腦袋」——整流罩比長五更大。這是根據空間站任務要求新研製的長20.5米、直徑5.2米的我國最大的整流罩。所以，才能放得下巨大的空間站核心艙。
多一級的長五擅於「跑長途」，能將「乘客」送往3萬6千公裡高的地球同步軌道、8萬公裡外的月球、以及最近距離也要數千萬公裡的火星。
少一級的長五B則是一個「短跑健將」，專注於將「乘客」送到地球附近200-400公裡左右的軌道，那裡是我國空間站建設的主戰場。
▲ 長徵五號B運載火箭在廠房中
中國航天員「新座駕」的試驗版——新一代載人飛船試驗船順利進入軌道
新一代載人飛船，顧名思義，就是全面升級的天地往返交通工具，面向我國近地空間站運營、載人深空探測等任務需求，飛船採用返回艙與服務艙兩艙構型，未來在執行近地軌道任務時，可以一次運送6-7名航天員。
這次亮相的新一代載人飛船試驗船，是新一代載人飛船的「試驗版」，由航天科技集團五院抓總研製。飛船「身高」近9米，身體最「胖」處直徑約4.5米，體重超過20噸。
試驗船飛行驗證的成功實施將為研製我國新一代載人飛船實現我國載人天地往返運輸技術由跟跑到並跑、領跑的跨越式發展，為我國載人空間站建造運營和載人深空探測奠定更加堅實的基礎，開啟我國載人航天工程新篇章。
「長五B」火箭首飛成功，
全身都是黑科技
點火到入軌一氣呵成
長徵五號B是我國首個一級半構型火箭。
按照構型，火箭分為單級火箭和多級火箭兩類，火箭助推器通常被算作半級。
其中，多級火箭又分串聯、並聯、混合式三種聯結方式。所謂串聯，指火箭各子級像竹竿一樣串在一起，這樣空氣阻力往往比較小。並聯指多級火箭並排捆綁在一起，這在助推器中較為常見。混合式則是既有串聯、又有並聯。例如用於發射神舟飛船的長徵二號F火箭、發射天舟貨運飛船的長徵七號火箭，以及長徵五號火箭等，都是採用助推器與一子級並聯捆綁，一子級又和二級串聯的方式，構成二級半構型。
目前我國航天任務採用較多的是多級火箭。其工作特點是，火箭點火後一級發動機開始工作，燃料用完，一級發動機關機，並和燃料儲箱一起從箭體上分離。其餘各級發動機也是如此，通過這種「卸包袱」的形式，讓火箭輕裝前行，持續獲得良好的加速性能。在此基礎上，各級火箭分別承擔「起跑、加速跑、衝刺」的任務。
不過火箭級數越多，控制起來越複雜，因此一般不會超過四級。長徵火箭家族中，只有長徵十一號固體運載火箭達到了四級。
長徵五號B火箭是在一級上捆綁了4個助推器，屬於一級半火箭。相比多級火箭的「接力」，它更加「簡單粗暴」，從點火到入軌一氣呵成，是我國現役運載火箭中唯一一款直接入軌的火箭。
這樣的構型不僅豐富和完善了我國新一代運載火箭型譜，也提升了系統可靠性。要知道，級間分離是火箭飛行中最容易出現問題的環節之一。火箭級間分離時，下級發動機關機，級間分離火工品工作使兩級分開。為避免分開的兩級發生「追尾」和「碰撞」，要用側推小火箭或反推小火箭點火，讓分離開的兩級隔出一段安全距離，上級火箭發動機再點火繼續飛行。這一系列動作十分複雜，對控制的要求極高。長徵五號B火箭系統簡單，無級間分離，可靠性自然就高。
大刀刻微雕，精度有保證！
採用多級火箭執行發射任務時，都是用推力很小的末級火箭將衛星送到預定軌道，再輔以推力更小的姿態控制發動機，更容易在太空飛行器入軌前對位置與姿態進行微調，從而確保精確入軌。
而只有一級半的長徵五號B火箭，要用2臺大推力氫氧發動機直接運送載荷入軌，就像用大刀刻「微雕」，力道極難掌握，給精準入軌帶來了巨大挑戰。
同時，大推力氫氧發動機關機後，還會產生「後效」，就如同燃氣灶關閉後的「餘火」，也會對入軌精度造成影響。這需要確保發動機燃燒穩定，並在發動機研製時就儘可能算出「後效」的預測值，控制系統也必須將所有可能產生的誤差考慮進去。
航天科技集團一院長徵五號火箭副總設計師李學鋒介紹，針對發動機後效等不確定因素，研製團隊用隨機「打靶」的方法，模擬出上萬種情況，以驗證控制系統設計的可靠性。「打靶」實驗證明，即便預測的「後效」與實際情況有所出入，控制系統也能確保火箭精確入軌。
而控制系統研製隊伍早在長徵五號系列火箭研製之初，就統籌考慮了長徵五號和長徵五號B的任務特點。控制系統的硬體可以通用，已實現產品化；軟體也無需大改，就能適應兩者不同的飛行任務。
在火箭總體彈道設計上，科技人員也充分考慮了發動機「後效」的影響，基於發動機校準試車的實際數據進行計算，進一步優化了設計方案。
多項瘦身舉措收益可觀
對於多級火箭來說，芯一級、助推器減重，對提高運載能力的影響並不明顯。而對於一級半入軌的長徵五號B火箭來說，芯一級減重多少，運載能力幾乎就可以提高多少；助推器減重與運載能力提高的比例也高達1.25:1。減重收益相當可觀。
長徵五號B火箭的芯一級尾段位於箭體最後，不僅是發動機艙，當火箭豎立在發射臺上時還能起到支撐作用。此前長徵五號火箭的尾段，採用的是組合梁結合分瓣玻璃鋼底板的結構方案。而在長徵五號B火箭研製中，航天科技集團一院703所把大直徑大厚度碳纖維複合材料「3+2」蜂窩夾層結構整體成型技術，用在了一級尾段的壁板和防熱板結構成型中，實現減重約400公斤。
該火箭助推器的減重也頗具特色。據航天科技集團八院長五系列項目辦主任張修科介紹，長徵五號火箭的助推器如同4位壯漢，分別用「單肩」扛著芯級，這對「肩膀」的結構提出了很高要求。而在長徵五號B火箭身上，研製團隊創新運用槓桿原理等，在捆綁點、助推器頭錐中裝上了4根「扁擔」，變「單肩扛」為「雙肩挑」，分散了受力。同時輔以先進的結構計算方式，綜合改進頭錐的結構，減重效果明顯。助推器頭錐、氣瓶等方面的改進，共減重約600公斤。
長徵五號B火箭上採取的許多減重措施，未來也將應用在長徵五號火箭上。
長徵五號B火箭首飛成功，驗證了火箭總體方案、各分系統方案的正確性、協調性，突破了大尺寸整流罩分離技術、大直徑艙箭連接分離技術、大推力直接入軌偏差精確控制技術等一批新技術，為我國空間站在軌建造任務奠定了重要基礎。
整流罩不止於大
長徵五號B火箭身上還有多項國內首創的黑科技，比如整流罩。
整流罩是運載火箭的重要組成部分，用於保護衛星或其他有效載荷免受氣動力、氣動加熱及聲振等有害環境的影響。長徵五號B火箭擁有目前我國最長最大的整流罩，整流罩長達20.5米，相當於6層樓高，直徑達到5.2米。如此寬敞的空間，是為發射空間站核心艙和實驗艙而量身打造。
為了改善氣動特性，該整流罩採用了馮·卡門曲線外形。馮·卡門曲線是一種非線性曲線，可以更好地減小空氣阻力，減輕載荷所受影響。但如此外形的整流罩，展開之後並不是一個平面，而是立體的，製造難度高於傳統的錐形整流罩。
作為我國長度最長、重量最重的整流罩，另一個技術難點在於如何保證分離時的安全可靠。經過多方案對比，科技人員確定採用旋轉式分離方案，並為此開展了大量仿真分析，以及多次整流罩分離試驗，有效驗證了設計正確性和各系統接口協調性。
開創」冰箭「零窗口發射先河
火箭發射窗口指允許火箭發射的時間範圍，一般根據衛星或飛船入軌要求，以及多種限制條件綜合權衡後確定，比如衛星的軌道精度要求、地球與行星的相對位置要求等。「零窗口」是指發射時間範圍為零的發射窗口，也就是要求火箭必須分秒不差地點火升空。我國在實施天宮一號、北鬥導航衛星等發射任務時，都曾經進行過零窗口發射。
未來的空間站交會對接任務，對長徵五號B火箭也提出了零窗口發射需求，發射時間精度誤差要控制在1秒以內。作為採用液氫、液氧等低溫推進劑的「冰箭」，長徵五號B火箭的零窗口發射有著更高技術含量和更大難度。此次發射成功，也開創了新一代運載火箭零窗口發射的先河。
為了實現零窗口發射，火箭各系統要確保在點火前一段時間，就完成各項準備。但低溫推進劑加注後會不停地蒸發消耗，因此長徵五號B火箭的準備狀態並不是越早越好，而要嚴格按照時間要求精準完成，並且為應對各種情況充分做好預案。
作為我國最複雜的運載火箭，長徵五號火箭發射前非常繁忙，任何一處細微差錯都可能造成發射流程延誤，進而影響零窗口的實現。研製團隊通過開展大量分析和試驗，實現了關鍵系統可靠性提升；通過射前流程優化，進一步提高了各系統對於零窗口發射的適應性，最終保證了任務成功實施。
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