長征二號F（代號：CZ-2F，簡稱：長二F，綽號：神箭）是中國航天科技集團公司所屬中國運載火箭技術(shù)研究院抓總研制的一種大型兩級捆綁助推器運載火箭，是中國主要用于發(fā)射神舟載人飛船和大型目標飛行器到近地軌道[46]。 長征二號F是在長征二號E捆綁火箭基礎(chǔ)上，按照發(fā)射載人飛船的要求，以提高可靠性，確保安全性為目標研制的運載火箭[1]。該火箭由四個液體助推器、芯一級火箭、芯二級火箭、整流罩和逃逸塔組成?；鸺状尾捎么怪笨傃b、垂直測試和垂直運輸?shù)摹叭埂睖y試發(fā)射模式。長征二號F火箭自1992年開始研制，1999年11月19日首次發(fā)射并成功將中國第一艘實驗飛船"神舟一號"送入太空。長征二號F多次成功發(fā)射神舟系列飛船，已成為中國長征系列運載火箭家族中的“明星”火箭[2]。 2021年6月17日9時22分，搭載神舟十二號載人飛船的長征二號F遙十二運載火箭，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射并將神舟十二號進入預(yù)定軌道。隨后長征二號F總設(shè)計師容易接受了央視的采訪。長二F火箭全程參與了中國載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略的每一步，共執(zhí)行十余次任務(wù)，其中包括發(fā)射5艘無人飛船、2個空間實驗室和7艘載人飛船，均取得圓滿成功，將12名、17人次航天員送入太空。 北京時間2021年10月16日0時23分，搭載神舟十三號載人飛船的長征二號F遙十三運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射，約一小時后，神舟十三號載人飛船與火箭成功分離，進入預(yù)定軌道，順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入太空，飛行乘組狀態(tài)良好，發(fā)射取得圓滿成功。 北京時間2022年11月29日23時08分，搭載神舟十五號載人飛船的長征二號F遙十五運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射，約770，分鐘后，神舟十五號載人飛船與火箭成功分離，順利將費俊龍、鄧清明、張陸3名航天員送入太空，飛行乘組狀態(tài)良好，發(fā)射取得圓滿成功。 20世紀60年代至70年代，世界航天強國美國、（前）蘇聯(lián)相繼實施載人航天計劃。1961年4月12日蘇聯(lián)宇航員尤里·加加林首次太空飛行。1969年7月21日，美國人尼爾·阿姆斯特朗首次登上月球。1971年4月19日，蘇聯(lián)率先發(fā)射了載人空間站。 20世紀80年代，我國開展了“高技術(shù)發(fā)展研究規(guī)劃論證”。 1986年3月，國務(wù)院組織制定了中國高技術(shù)發(fā)展研究規(guī)劃，稱為“863計劃”。 1987年，我國開始實施“863計劃”，分7個重點領(lǐng)域，其中之一“863-2”即為中國載人航天領(lǐng)域制定發(fā)展藍圖。從1987年開始歷時5年，一直到1992年1月，進行載人航天技術(shù)經(jīng)濟可行性論證，之后進入準備立項階段。 1992年9月21日，經(jīng)過多年周密論證，中央政治局常委會決定實施代號“921工程”的載人航天工程，確定了“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略。 長征二號F火箭作為載人航天工程的重要組成部分，成為中國載人航天工程的七大系統(tǒng)之一。立項研制時不僅將運載能力、入軌精度等性能指標，而且將可靠性、安全性指標也作為最重要的設(shè)計參數(shù)，確定按照可靠性不低于0.97、安全性不低于0.997的目標進行研制。 1992年年底，長征二號F火箭研制正式啟動。 1999年11月20日，長征二號F火箭首次發(fā)射并取得成功，將中國第一艘無人實驗飛船“神舟一號”送入太空。 2003年10月15日，長征二號F火箭將我國首名航天員楊利偉送入太空，使我國成為繼（前）蘇聯(lián)和美國之后，第三個將人類送上太空的國家。 長二F火箭是在長二E的基礎(chǔ)上，按照發(fā)射載人飛船的要求，以提高可靠性確保安全性為目標研制的運載火箭?；鸺伤膫€液體助推器、芯一級火箭、芯二級火箭、整流罩和逃逸塔組成，是當(dāng)時我國所有運載火箭中起飛質(zhì)量最大、長度最長的火箭。運載火箭有箭體結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)、動力裝置、故障檢測處理系統(tǒng)、逃逸系統(tǒng)、遙測系統(tǒng)、外測安全系統(tǒng)、推進劑利用系統(tǒng)、附加系統(tǒng)、地面設(shè)備等十個分系統(tǒng)，為兼顧衛(wèi)星的發(fā)射，保留了有效載荷調(diào)姿定向系統(tǒng)的接口和安裝位置。故障檢測處理系統(tǒng)和逃逸系統(tǒng)是為確保航天員的安全而增加的，其作用是在飛船入軌前，監(jiān)測運載火箭狀態(tài)，若發(fā)生重大故障，使載有航天員的飛船安全地脫離危險區(qū)。 長征二號F運載火箭由箭體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、動力裝置系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、推進劑利用系統(tǒng)、故障檢測處理系統(tǒng)、逃逸系統(tǒng)、遙測系統(tǒng)、外測安全系統(tǒng)和附加系統(tǒng)及地面設(shè)備系統(tǒng)共10個系統(tǒng)組成。 助推器、芯級第一級、芯級第二級、整流罩、逃逸塔等箭體結(jié)構(gòu)組成了火箭的“身體”。助推發(fā)動機、一級發(fā)動機、二級發(fā)動機是火箭的“動力和心臟”?？刂葡到y(tǒng)是火箭的“大腦和神經(jīng)”。為了更加充分有效地利用火箭裝載的燃料，火箭上還設(shè)計了推進劑利用系統(tǒng)，能夠保證二級火箭的氧化劑和燃燒劑同時燃燒完畢。 長征二號F火箭繼承了長征二號E火箭的主要構(gòu)型，即：芯級捆綁4個助推器。助推器在長征二號E基礎(chǔ)上加長，捆綁連接點位置由一級后箱前短殼移至一級箱間段；對整流罩按照飛船和逃逸的要求進行了全新設(shè)計，在整流罩上面增加了逃逸塔；在助推器尾部增加了尾翼?；鸺L58.3米，起飛重量479.8噸，是21世紀初期我國研制的火箭中最高、最重的。 長征二號F火箭的芯級直徑3.35米，助推器直徑2.25米，整流罩直徑3.8米，火箭最大橫截面直徑10.2米?；鸺炯壓椭破骶褂盟难趸推纂峦七M劑，一級加注推進劑約186.6噸，二級加注推進劑約84.8噸，助推器加注推進劑約41.5噸，火箭加注質(zhì)量481.9噸。在近地點高度200千米，遠地點高度350千米，軌道傾角42.4°時，運載能力大于7.8噸。 長征二號F運載火箭為了保障航天員的安全，保證即使在突發(fā)的意外情況下航天員依然能夠順利脫離危險的故障火箭，設(shè)置了故障檢測處理系統(tǒng)，用于參數(shù)檢測、判斷，在發(fā)現(xiàn)火箭出現(xiàn)重大故障時發(fā)出逃逸指令，并按逃逸模式執(zhí)行逃逸指令?；鸺奶右菹到y(tǒng)是故障檢測處理系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，處于火箭最前端的尖狀物就是逃逸塔。 為了測量火箭的彈道，接收地面逃逸指令和安全控制指令，火箭設(shè)置了自己的安全系統(tǒng)。為了了解火箭飛行過程中的工作情況，火箭上還設(shè)置了遙測系統(tǒng)，它能夠測量、記錄和發(fā)送火箭在飛行中的所有工作參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，為故障檢測處理系統(tǒng)提供檢測參數(shù)，同時為地面故障判斷實時提供遙測參數(shù)，這兩個系統(tǒng)都需要同地面的測量設(shè)備協(xié)同工作，地面測控站和遠在太平洋的“遠望號”測量船則需要接收火箭傳回的信號，并給火箭發(fā)出相應(yīng)的控制指令。 此外，火箭還需要主要由耗盡關(guān)機信號系統(tǒng)、加注液位測量、推進劑測溫、垂直度調(diào)整和地面總體綜合測試網(wǎng)組成的附加系統(tǒng)，以及由地面發(fā)射平臺、推進劑加注設(shè)備、轉(zhuǎn)運車、吊裝設(shè)備、各系統(tǒng)地面測試設(shè)備等組成的地面支持系統(tǒng)，共同完成火箭在發(fā)射場的組裝、測試、轉(zhuǎn)場等一系列火箭發(fā)射前的準備工作。 長征二號F火箭上增加了自動故障檢測處理系統(tǒng)，這套系統(tǒng)可以在飛船待發(fā)射階段和上升階段自動進行故障檢測，一旦有問題它會自動報警。假如航天員正在塔架上尚未進艙，他們可以就近跳進塔架上的逃逸布袋，布袋是用一種彈力很強的特殊帆布做的，航天員跳進去后用四肢的阻力來控制下降的速度，像乘軟滑梯一樣從上面一直滑到地下室的安全地區(qū)。假如航天員已經(jīng)進艙，這套系統(tǒng)可以指揮火箭頂部的逃逸塔自動點火，把飛船返回艙拽離火箭，安全降落。 為保證航天員的安全，長征二號F火箭還取消了其他火箭一旦姿態(tài)不穩(wěn)便自動自毀的功能，配備了逃逸系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)意外，它可以隨時啟動。逃逸系統(tǒng)又稱逃逸塔，在飛船的頂部，塔高8米，從遠處看像是火箭上的避雷針。其任務(wù)是在火箭起飛前900秒到起飛后160秒時間段內(nèi)，即飛行高度在0～110千米時，萬一火箭發(fā)生故障，其可以拽著軌道艙和返回艙與火箭分離，并降落在安全地帶，幫助飛船上的航天員脫離險境。 鑒于在以往的飛行中，火箭的關(guān)機、分離等動作，地面控制中心都是靠相應(yīng)的遙測參數(shù)來獲知，但相關(guān)參數(shù)具有間接性，不直觀。第六枚長征二號F運載火箭在遙測系統(tǒng)中首次設(shè)置了圖像測量系統(tǒng)，用于監(jiān)視助推器分離、級間分離、整流罩分離、船箭分離的過程，使地面控制中心人員能夠直接“觀看”到分離過程。 與遙測參數(shù)相比，圖像信息需要占用更寬的數(shù)據(jù)頻帶，原來分配給遙測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速度也不夠，需要從總體上調(diào)整遙測參數(shù)，為圖像信息數(shù)據(jù)調(diào)整出所需要的頻帶。同時增加圖像壓縮處理器，盡量壓縮圖像信息的數(shù)據(jù)量。其次，需要上天飛行的CCD攝像裝置、圖像壓縮處理器、圖像綜合控制器等一系列設(shè)備還要經(jīng)歷嚴酷的火箭飛行環(huán)境的考驗，包括高過載、振動、高溫、真空等。因此，相關(guān)設(shè)備的設(shè)計標準和歷經(jīng)的試驗都需要通過高標準的考核。 衍生型號 長征二號F運載火箭共有長征二號F基本型和長征二號FG型和T型： 長征二號F基本型 長征二號F基本型，簡稱長二F型火箭（CZ-2F），或稱原型，用于發(fā)射神舟飛船的載人任務(wù)，安裝逃逸塔。 火箭全長58.34米，芯一、芯二級直徑3.35米，助推器直徑2.25m，整流罩直徑3.8m，起飛質(zhì)量479.8噸，可以把8.4噸的有效載荷送入近地點200千米、遠地點350千米、傾角42°的地球近地軌道。長征二號F基本型先后成功發(fā)射了“神舟“一號至“神舟”七號飛船，為我國成功實現(xiàn)載人航天飛行做出了歷史性貢獻。2008年9月25日長征二號F基本型完成了最后一次發(fā)射，目前已停產(chǎn)。 長征二號F/G 長征二號F改進型運載火箭，簡稱長二F改型火箭（CZ-2F/G），用于替代基本型發(fā)射神舟飛船載人任務(wù)（安裝逃逸塔）長征二號F改是在長征二號F基本型基礎(chǔ)上，助推器推進劑儲箱頂部由橢球頂改為錐形頂，提升推進劑儲存量，改用雙激光慣組主從冗余，增加近地軌道推力。與基型比較，長二F改有170多項改進和190多項技術(shù)狀態(tài)的變化。 火箭起飛質(zhì)量約493噸，發(fā)射載人飛船型號和發(fā)射目標飛行器或空間實驗室的型號（無逃逸塔）的整流罩直徑分別為3.8米和4.2米，火箭全長分別為58.34米和52米?？梢园?.8噸的有效載荷送入近地點200千米、遠地點350千米、傾角42°的近地軌道。從神舟八號發(fā)射任務(wù)起，長征二號F基本型不再執(zhí)行任務(wù)，后續(xù)任務(wù)由長征二號F改執(zhí)行。 長征二號F/T 長征二號F改進型運載火箭，簡稱長二F改T型火箭（代號：CZ-2F/T），用于不載人任務(wù)和目標飛行器如天宮一號（不設(shè)逃逸塔，整流罩頂部改為馮·卡門曲線）的發(fā)射。該火箭整流罩首次采用了“馮·卡門曲線”。在發(fā)射“天宮”一號目標飛行器時，火箭外形上的最大變化是整流罩長度由先前的10.7米增至12.7米，最大直徑也由先前的3.8米增至4.2米。采用“馮·卡門曲線”一是能夠減小空氣阻力和脈動壓力；二是減輕了箭體結(jié)構(gòu)的載荷影響，同時對整流罩的載荷設(shè)計也有好處。 2005年10月12日，長征二號F火箭將航天員費俊龍、聶海勝送入太空，實現(xiàn)多人多天飛行試驗，這也標志著中國載人航天工程的“第一步”成功實現(xiàn)。 2008年9月25日，長征二號F火箭將翟志剛、劉伯明和景海鵬三名航天員送入太空，翟志剛邁出中國人漫步太空的第一步，使中國成為世界上第三個獨立掌握空間出艙活動關(guān)鍵技術(shù)的國家。 2011年11月3日，長征二號F火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心將神舟八號飛船成功發(fā)射升空，神舟八號飛船與天宮一號目標飛行器成功實現(xiàn)剛性連接，形成組合體，中國首次空間交會對接試驗獲得成功，成為世界上第三個自主掌握空間交會對接技術(shù)的國家。 2012年6月16日，長征二號F火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心將神舟九號飛船成功發(fā)射升空，神舟九號飛船與天宮一號載人交會對接任務(wù)圓滿成功，實現(xiàn)了中國空間交會對接技術(shù)的又一重大突破，標志著中國載人航天工程“第二步”戰(zhàn)略目標取得了具有決定性意義的重要進展。 2016年10月17日，長征二號F火箭成功發(fā)射神舟十一號飛船，航天員景海鵬、陳冬，成功在太空駐留33天，完成系列科學(xué)試驗和技術(shù)試驗。完成了中國載人航天工程的“第二步”[11]。 2021年6月16日，從神舟十二號載人飛行任務(wù)新聞發(fā)布會獲悉，經(jīng)總指揮部研究決定，瞄準北京時間6月17日9時22分發(fā)射神舟十二號載人飛船，執(zhí)行此次發(fā)射任務(wù)的長征二號F遙十二火箭將加注推進劑。 2021年6月17日，搭載神舟十二號載人飛船的長征二號F遙十二運載火箭，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射。 2021年10月16日0時23分，搭載神舟十三號載人飛船的長征二號F遙十三運載火箭，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射，神舟十三號載人飛船與火箭成功分離，進入預(yù)定軌道，順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入太空，飛行乘組狀態(tài)良好，發(fā)射取得圓滿成功。 2022年6月5日10時44分，搭載神舟十四號載人飛船的長征二號F遙十四運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射，約577秒后，神舟十四號載人飛船與火箭成功分離，進入預(yù)定軌道，飛行乘組狀態(tài)良好，發(fā)射取得圓滿成功。 2022年8月5日，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，運用長征二號F運載火箭，成功發(fā)射一型可重復(fù)使用的試驗航天器，這是長征二號F運載火箭第18次執(zhí)行發(fā)射任務(wù)。 長征二號F作為我國的新一代運載火箭系列，適應(yīng)能力強，能夠滿足21世紀初30~50年代我國國內(nèi)和我國以外的國際載人航天發(fā)射市場的需要，可以使我國運載火箭實現(xiàn)升級換代，并推動其產(chǎn)業(yè)化進程，實現(xiàn)其跨越式發(fā)展，從而全面提升中國運載火箭的國際競爭力。 長征二號F的可靠性指標達到0.98，也就是100次發(fā)射中可能出現(xiàn)故障的幾率不能超過兩次，是我國現(xiàn)役火箭當(dāng)中最高的。