長征二號F運載火箭（簡稱長二F，別稱“神箭”，縮寫CZ-2F或LM-2F）是由中國運載火箭技術研究院研製，在長征二號捆綁運載火箭的基礎上，按照發射載人飛船的要求，以提高可靠性，確保全全性為目標研製的運載火箭。
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（發射空間站則不包含）組成，全長達58.34米，是目前我國所有運載火箭中長度最長的火箭，安全係數達0.97。火箭首次採用垂直總裝、垂直測試和垂直運輸的“三垂”測試發射模式。
長征二號F火箭自1992年開始研製，1999年11月19日首次發射並成功將中國第一艘實驗飛船"神舟一號"飛船送入太空。因多次成功發射神舟系列飛船並被央視直播報導其發射過程，已成為中國長征系列運載火箭家族中的“明星”火箭。截至2019年4月24日，長征二號F運載火箭正在進行正(試)樣產品組批生產。
基本介紹
- 中文名：長征二號F型運載火箭
- 外文名：The Long March 2F carrier rocket
- 用途：發射載人飛船、目標飛行器
- 研製單位：中國運載火箭技術研究院(CALT)
- 製造國家：中華人民共和國
- 全長：58.34米
- 最大直徑：3.35米
- 質量：493噸
- 級數：2.5
- LEO運載能力：8.8噸
- 目前狀態：現役
- 發射場：酒泉衛星發射中心（JSLC）
- 總發射次數：13
- 成功次數：13
- 首次發射：1999年11月20日
型號分支,主要參數,系統組成,發射任務,成果,發射記錄,
型號分支
長征二號F運載火箭共有長征二號F基本型和長征二號F改進型兩種分支型號：
長征二號F基本型
長征二號F基本型，簡稱長二F（CZ-2F）基本型，或稱原型，用於發射神舟飛船的載人任務，安裝逃逸塔。
火箭全長58.34米，一、二子級直徑3.35米，助推器直徑2.25m，整流罩直徑3.8m，起飛質量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基本型先後成功發射了“神舟一號”至“神舟七號”飛船，為我國成功實現載人航天飛行做出了歷史性貢獻。2008年9月25日，最後一次使用基本型發射，目前已停產。
長征二號F改進型
長征二號F改進型運載火箭，簡稱長二F改（CZ-2F/G），替代基本型，用於發射神舟飛船載人任務（安裝逃逸塔）以及不載人任務和空間站如天宮一號（不設逃逸塔，整流罩頂部改為馮·卡門曲線）。長征二號F改是在長征二號F基本型基礎上，助推器推進劑儲箱頂部橢球頂改為錐形頂，提升推進劑儲存量，改用雙雷射慣組主從冗餘，增加近地軌道推力。
火箭起飛質量約493噸，發射載人飛船型號和發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。可以把8.8噸的有效載荷送入近地點200千米、遠地點350千米、傾角42°的地球近地軌道。
神舟七號發射任務完成後，長征二號F基本型不再執行任務，後續任務暫時由長征二號F改執行。
主要參數
長征二號F基本型* （CZ-2F） | 長征二號F改進型 發射載人飛船型 （CZ-2F/G） | 長征二號F改進型 發射天宮型 （CZ-2F/G） | |
火箭全長/米 | 58.34 | 52 | |
整流罩直徑/米 | 3.8 | 4.2 | |
芯級直徑/米 | 3.35 | ||
助推器直徑/米 | 2.25 | ||
級數 | 2.5 | ||
可靠性 | 0.97 | ||
安全性 | 0.997 | ||
有無逃逸塔 | 有 | 有 | 無 |
氧化劑+推進劑 | 四氧化二氮+偏二甲肼 | ||
起飛推力/千牛 （噸） | 5923千牛 （604.387噸） | ||
起飛質量/噸 | 479.8 | 497 | 493 |
起飛推重比 | 1.26 | 1.23 | 1.22 |
運載能力/噸 | 8.4 | 8.8 | |
有效載荷質量/噸 | 7.8 | 8.13 | 8.6 |
時間 | 參數名稱 | 備註 |
-40s | 牽動 | 擺桿打開。 |
-30s | 擺桿擺開到位 | |
-3s | 點火 | |
0 | 起飛 | |
+12s | 程式轉彎 | |
+120s | 逃逸塔分離 | 發射天宮型無此項 |
+154.8s | 助推器分離 | |
+159s | 一級關機 | 一級完成任務，由二級繼續完成發射任務 |
+159.5s | 一二級分離 | |
+212.5s | 拋整流罩 | |
+463.1s | 二級主機關機 | |
+582.1s | 二級游機關機 | |
+585.1s | 船箭分離 | 或器箭分離 |
備註：以發射神舟飛船型為例，理論值。 | ||
系統組成
系統整體結構
長征二號F運載火箭由箭體結構系統、動力裝置系統、控制系統、推進劑利用系統、故障檢測處理系統、逃逸系統、遙測系統、外測安全系統和附加系統及地面設備系統共10個系統組成。
助推器、芯級第一級、芯級第二級、整流罩、逃逸塔等箭體結構組成了火箭的“身體”。助推發動機、一級發動機、二級發動機是火箭的“動力和心臟”。控制系統是火箭的“大腦和神經”。為了更加充分有效地利用火箭裝載的燃料，火箭上還設計了推進劑利用系統，能夠保證二級火箭的氧化劑和燃燒劑同時燃燒完畢。
為了保障航天員的安全，保證即使在突發的意外情況下航天員依然能夠順利得到解救，脫離危險的故障火箭，長征二號F運載火箭設定了故障檢測處理系統，用於參數檢測、判斷，在發現火箭出現重大故障時發出逃逸指令，並按逃逸模式執行逃逸指令。火箭的逃逸系統是故障檢測處理系統的執行機構，處於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，火箭設定了自己的安全系統。為了了解火箭飛行過程中的工作情況，火箭上還設定了遙測系統，它能夠測量、記錄和傳送火箭在飛行中的所有工作參數和環境參數，為故障檢測處理系統提供檢測參數，同時為地面故障判斷實時提供遙測參數，這兩個系統都需要同地面的測量設備協同工作，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,並給火箭發出相應的控制指令。
此外，火箭還需要主要由耗盡關機信號系統、加注液位測量、推進劑測溫、垂直度調整和地面總體綜合測試網組成的附加系統，以及由地面發射平台、推進劑加注設備、轉運車、吊裝設備、各系統地面測試設備等組成的地面支持系統，共同完成火箭在發射場的組裝、測試、轉場等一系列火箭發射前的準備工作。
故障自動檢測處理系統
長征二號F火箭上增加了自動故障檢測處理系統，這套系統可以在飛船待發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，航天員跳進去後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。假如航天員已經進艙，這套系統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。
逃逸系統
圖像遙測系統
在以往的飛行中，火箭的關機、分離等動作，地面控制中心都是靠相應的遙測參數來獲知的，但是，這些參數具有間接性，不直觀。第六枚長征二號F運載火箭在遙測系統中首次設定了圖像測量系統，用於監視助推器分離、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。
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備還要經歷嚴酷的火箭飛行環境的考驗,包括高過載、振動、高溫、真空等。因此，這些設備的設計標準和歷經的試驗都需要通過高標準的考核。
發射任務
神舟一號飛船
1999年11月20日凌晨6：30分，中國第一艘無人試驗飛船——“神舟一號”在中國酒泉衛星發射中心，由長征二號F運載火箭發射升空。經過21小時的飛行，完成預定的科學試驗後，神舟一號於11月21日凌晨3：41分在內蒙古中部地區成功著陸，中國人成功實現了天地往返的重大突破。作為我國航天史上的又一里程碑，神舟一號試驗飛船的成功發射與回收，標誌著我國載人航天技術獲得了新的重大突破，使我國發展載人航天事業邁出了重要一步。
神舟二號飛船
“神舟”二號飛船於2001年1月10日凌晨1：00在酒泉衛星發射中心由長征二號F運載火箭發射升空，在軌運行7天后成功返回地面。“神舟”二號是我國第一艘正樣無人飛船，由軌道艙、返回艙和推進艙組成，飛船技術狀態與載人飛船基本一致，並首次進行了微重力環境下的空間生命科學、空間材料、空間天文和物理等領域的實驗。
神舟三號飛船
“神舟”三號飛船由中國航天科技集團公司所屬的中國空間技術研究院和上海航天技術研究院為主研製，“長征二號F”運載火箭由中國運載火箭技術研究院為主研製，於2002年3月25日22：15分發射。這次發射是長征系列運載火箭第66次飛行。自1996年10月以來，我國運載火箭發射已經連續24次獲得成功。中國科學院和信息產業部等有關單位為這次發射研製了對地遙感、生命科學、空間科學等船載儀器和地面測控設備。
神舟四號飛船
神舟四號飛船於2002年12月30日凌晨0:40由長征二號F運載火箭發射升空，1月5日返回，耗時6天零18小時。
飛船技術狀態與載人飛行時完全一致，解決了前三次無人飛行試驗中發現的有害氣體超標等問題，運載火箭和飛船完善了航天員逃逸救生功能。
神舟五號飛船
神舟五號載人飛船是“神舟”號系列飛船之一，是中國首次發射的載人航天飛行器，於2003年10月15日09時00分由長征二號F運載火箭發射升空，將航天員楊利偉送入太空。這次的成功發射標誌著中國成為繼前蘇聯（現由俄羅斯承繼）和美國之後，第三個有能力獨自將人送上太空的國家。飛船於2003年10月16日6時28分安全返回地面。
神舟六號飛船
神舟六號載人飛船是中國“神舟”號系列飛船之一。“神舟六號”與“神舟五號”在外形上沒有差別，仍為推進艙、返回艙、軌道艙的三艙結構，重量基本保持在8噸左右，用長征二號F型運載火箭進行發射。它是中國第二艘搭載太空人的飛船，也是中國第一艘執行“多人多天”任務的載人飛船。這也是世界上人類的第243次太空飛行。
神舟七號飛船
神舟七號飛船於2008年9月25日21點10分04秒988毫秒由長征二號F運載火箭從中國酒泉衛星發射中心載人航天發射場發射升空。搭載航天員翟志剛（指令長），劉伯明，景海鵬，其中翟志剛，劉伯明於9月27日16時35分進行我國首次太空行走。飛船於2008年9月28日17點37分成功著陸於中國內蒙古四子王旗主著陸場。神舟七號飛船總計飛行2天20小時27分鐘。
天宮一號
天宮一號是中國首個目標飛行器，於2011年9月29日21時16分03秒507毫秒在酒泉衛星發射中心發射，由長征二號F/T1火箭運載，火箭全長52米，運載能力為8.6噸。天宮一號設計在軌壽命兩年。
神舟八號飛船
神舟八號無人飛行器，是中國“神舟”系列飛船的第八個，也是中國神舟系列飛船進入批量生產的代表。神八已於2011年11月1日5時58分10秒430毫秒由改進型“長征二號”F遙八火箭順利發射升空。升空後，於11月3日凌晨與天宮一號目標飛行器進行第一次自動交會對接，之後天宮一號與神舟八號組合飛行12天，第二次交會對接於11月14日20時成功完成。 第二次交會對接飛行2天之後的16日，神舟八號第二次撤離天宮一號，並於17日19時32分返回地面。
神舟九號飛船
神舟九號飛船於2012年6月16日18時37分21秒點火起飛，飛船搭載三名航天員景海鵬，劉旺，劉洋（女），其中景海鵬曾執行過神舟七號飛船飛行任務，由此成為中國航天兩度飛天的第一人，劉洋則是第一位飛天的中國女航天員。6月18日11時左右飛船轉入自主控制飛行，14時左右與天宮一號實施自動交會對接；6月24日12時42分飛船與天宮一號目標飛行器順利完成我國首次手動交會對接。這是中國實施的首次載人空間交會對接。並於2012年6月29日10點00分安全返回。
神舟十號飛船
神舟十號飛船於2013年6月11日17時38分02秒由CZ-2F Y10火箭點火起飛，飛船搭載三名航天員聶海勝、王亞平（女）、張曉光，其中聶海勝曾執行神舟六號飛船飛行任務。如今發射活動已經圓滿結束，飛船成功入軌。神舟10號飛船執行了15天的套用性航天載人飛行任務。
天宮二號
天宮二號於2016年9月15日22時04分09秒由長征二號F/T2運載火箭點火起飛，是我國首個空間實驗室。
神舟十一號
神舟十一號飛船於2016年10月17日7點30分28秒在中國酒泉衛星發射中心發射，目的是為了更好地掌握空間交會對接技術，開展地球觀測和空間地球系統科學、空間套用新技術、空間技術和航天醫學等領域的套用和試驗。神舟十一號由長征二號F運載火箭發射。
成果
隨著神舟七號載人飛船發射升空，長征系列運載火箭已成功發射109次。 長征二號F型火箭可靠性指標達到0.97，航天員安全性指標達到0.997，這意味著1000次故障所採取的救助措施只允許有3次不成功。這是我國航天史上技術最複雜、可靠性和安全性指標最高的運載火箭。火箭能夠安全可靠地將飛船送入預定軌道，同時，在飛出大氣層之前，若出現重大故障，能按救生要求使航天員安全脫離故障危險區。到目前為止，長征二號F型火箭已經成功地將4艘神舟號無人飛船和神舟五號、六號、七號載人飛船、天宮一號、神舟八號、神舟九號，神舟十號載人飛船送入太空預定軌道，發射成功率達到100%，取得十全十美的戰績。
發射記錄
序列 | 起飛時間 | 運載火箭 | 發射場 | 工位 | 軌道 | 載荷 | 入軌 近地點 | 入軌 遠地點 | 軌道 傾角 |
1 | 1999.11.20 06:30:03.500 | CZ-2F Y1 | 酒泉 | 921 | LEO | 200.040 | 348.715 | 42.564 | |
2 | 2001.01.10 01:00:03.561 | CZ-2F Y2 | 酒泉 | 921 | LEO | ||||
3 | 2002.03.25 22:15:03.544 | CZ-2F Y3 | 酒泉 | 921 | LEO | ||||
4 | 2002.12.30 00:40:03.345 | CZ-2F Y4 | 酒泉 | 921 | LEO | ||||
5 | 2003.10.15 09:00:03.497 | CZ-2F Y5 | 酒泉 | 921 | LEO | 199.140 | 347.800 | 42.400 | |
6 | 2005.10.12 09:00:03.583 | CZ-2F Y6 | 酒泉 | 921 | LEO | 200.650 | 344.725 | 42.400 | |
7 | 2008.09.25 21:10:04.988 | CZ-2F Y7 | 酒泉 | 921 | LEO | 200.108 | 346.800 | 42.400 | |
8 | 2011.09.29 21:16:03.507 | CZ-2F T1 | 酒泉 | 921 | LEO | 200.046 | 346.857 | 42.757 | |
9 | 2011.11.1 05:58:10.430 | CZ-2F Y8 | 酒泉 | 921 | LEO | 200.012 | 329.808 | 42.780 | |
10 | 2012.06.16 18:37:24.558 | CZ-2F Y9 | 酒泉 | 921 | LEO | 200.019 | 330.163 | 42.836 | |
11 | 2013.06.11 17:38:02.666 | CZ-2F Y10 | 酒泉 | 921 | LEO | 200.000 | 329.800 | 42.400 | |
12 | 2016.09.15 22:04:12.428 | CZ-2F T2 | 酒泉 | 921 | LEO | 200 | 347 | 42.8 | |
13 | 2016.10.17 07:30:31.409 | CZ-2F Y11 | 酒泉 | 921 | LEO |
LEO：近地軌道（Low Earth orbit），又稱低地軌道，是指太空飛行器距離地面高度較低的軌道。
