更新时间：2023-02-02 17:25
长征五号系列运载火箭（代号：CZ-5）是21世纪10年代中国航天科技集团所属中国运载火箭技术研究院抓总研制的大型低温液体捆绑式运载火箭。
长征五号为捆绑四个助推器的两级半构型火箭。采用无毒无污染推进剂，火箭全箭总长56.97米，起飞质量约878吨，具备近地轨道25吨、地球同步转移轨道14吨的运载能力，可以完成近地轨道卫星、地球同步转移轨道卫星、太阳同步轨道、空间站、月球探测器和天问一号等各类航天器的发射任务。长征五号于2006年正式立项研制。2016年11月3日，长征五号在文昌航天发射场首次成功发射，将实践十七号卫星送入预定轨道。2024年5月3日17时27分，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场点火发射。
长征五号研制成功，标志着中国运载火箭实现升级换代，运载能力进入国际先进行列，是由航天大国迈向航天强国的关键一步。
长征五号的历史最早可以追溯到1986年的“863”计划项目，当时“大型运载火箭和天地往返运输系统”已确立为航天领域的重大探索项目，但由于当时各方面条件的限制，工程研制工作一直未能开展；进入20世纪90年代，“长征三号乙”的首飞一定程度上完善了中国运载火箭系列，但在整体上，长征系列火箭的技术仍偏于老旧，而当时世界上各航天强国的火箭运载能力纷纷升级，中国在世界航天界第二集团的优势地位开始下滑；进入21世纪，随着中国航天事业的发展，已有型号的长征火箭运载能力已无法满足中国载人航天工程第三步、探月工程三期，及大质量卫星发射的需求，中国航天也迫切需要在世界商业发射的市场上占有一定的份额，新型大火箭的论证工作再次在2000年左右被提上日程。
随着人类探索太空的不断深入，世界各国将探索目标瞄准了更加遥远的深空，美国和欧洲航天局(ESA)开始实施大规模的深空探测任务规划。21世纪初，美国制定了以重返月球 为主要任务的星座计划。尽管2010年初美国国会宣布中止星座计划，但是并没有终止重型运载火箭的研发进程。2010年7月15日，美国参议院通过了美国航空航天局(NASA)2011财年预算授权法案，法案要求将重型运载火箭的研制时间提前至2011年，2016 年底前投入使用。2011年4月5日，美国SpaceX（Spacex)公司公布了“猎鹰重型”(FaIcon Heavy)运载火箭计划，其近地轨道运载能力达53吨。纵观国外航天大国的运载火箭发展趋势，进一步提升进入空间的能力成为各国共同的选择。随着日本H一2B运载火箭的首飞和印度300吨推力级固体 助推器的研制成功，中国运载火箭在世界航天界第二集团的优势地位已经丧失。为了重新巩固这种优势， 并且缩短与领先国家的差距，我国有必要加快开展更 大规模的运载火箭的研究工作。
1988年，中国863计划开始后即开始了大型运载火箭的论证工作 。
2000 年，YF-100 发动机通过工程立项。
2001年， 首台YF-100发动机通过地面试车。
2002年，中国改进完善863计划火箭发动机和大型运载火箭专家组组长朱森元“模块化研制、积木式发展”的建议，确定了“一个系列、两种发动机、三个模块”的总体发展思路以及”通用化、系列化、组合化”的设计思想。
2001～2005年，YF-100火箭发动机分别进入初样研制和试样研制阶段。
2006年，长征五号经国务院批准立项研制，由国防科工局牵头组织实施，中国航天科技集团一院抓总研制。
2009至2010年，原计划作为长征五号系列中衍生型号的小型、中型火箭分别独立形成“长征六号”与“长征七号”，长征五号系列中仅剩下5米芯级直径的大型火箭。同时，为避免火箭系列间运载能力交叉重叠，长征五号系列的优先发展型号由2006年时的基本型构型D，转变为近地轨道、地球同步转移轨道运力最强的两种型号：构型B和构型E。2011年左右，二者分别被命名为“长征五号乙”和“长征五号”，再加上配套的远征二号上面级，便形成了长征五号系列。
长征五号初样研制期间，完成以5.2米直径整流罩和5米直径火箭舱段为代表的大部分箭体结构的制造、生产、试验等技术，并在中国实现了火箭全型号数字工程化应用。
2010 年11月11日，YF-100 首次双机并联地面试验成功。
2012 年，YF-100发动机通过研制专项验收，允许交付飞行使用。同年，用于火箭、航天器生产、总装、测试的中国新一代运载火箭天津产业化基地一期建成。
2013年6月29日，新一代运载火箭助推动力系统试车成功。
2013年7月，长征五号进入试样研制阶段。主要完成了全箭模态试验、各动力系统试车，整流罩分离试验等大型地面试验，并开展火箭的生产、总装和测试。同年，为了火箭测试，中国研制了70吨级的世界最大推力的振动台。
2016年，长征五号完成发射场合练，验证了火箭、发射场、地面发射支持系统的接口协调以及吊装起竖、测试、转运等流程，最终确定长征五号火箭整体技术状态。11月3日20点43分，长征五号运载火箭在文昌航天发射场成功发射升空。随后，长征五号运载火箭与其托举的远征二号上面级成功分离，上面级继续将实践十七号卫星送往预定轨道。由中国航天科技集团抓总研制的长征五号运载火箭首次飞行任务取得成功。
长征五号运载火箭总长约57米，捆绑4个助推器，起飞质量约878吨，采用二级半构型，由结构系统、动力系统、电气系统和地面发射支持系统等组成，主要方案如下：
1、芯一级采用5米直径模块，2台地面推力50吨级的YF-77氢氧发动机双向摆动；
2、助推器采用4个3.35米直径模块，每个模块配置2台地面推力120吨级的YF-100液氧煤油发动机，每个助推器摆动靠近芯级内侧的1台发动机；
3、芯二级采用2台真空推力9吨级改进的新型膨胀循环氢氧发动机YF系列火箭发动机75D作为主动力，双向摆动、两次启动；
4、二级采用辅助动力完成滑行段姿态控制、推进剂管理和有效载荷分离前末修、调姿，整流罩头锥采用冯·卡门外形，直径5.2米，高12.267米，助推器采用斜头锥外形等。
长征五号采用模块化设计，火箭各组成部分对应不同的模块：芯一级对应5米直径火箭芯级模块，芯二级对应5米直径火箭上面级模块，助推器对应3.35米直径火箭助推级模块。各种模块根据不同方式搭配再加上整流罩等火箭部件就可以形成不同构型火箭。
长征五号作为长征五号系列运载火箭的基本型号，为带助推器的两级火箭。助推器采用4个3.35米直径模块，每个助推器配置2台120吨级液氧煤油发动机YF-100，每个助推器有1台发动机可单向摆动。一子级采用5米直径模块，安装2台可双向摇摆的50吨级氢氧发动机YF-77。二子级采用改进自长征三号甲三子级氢氧发动机的YF系列火箭发动机75D作为主动力，发动机可双向摆动，能两次起动，同时配有辅助动力系统。整流罩与有效载荷一起垂直整体运输、吊装 。长征五号理论上有32吨的近地轨道运载能力，但不用于发射该轨道卫星。
长征五号的箭体结构分芯级和助推器两部分，由多个功能各异的部件和组件构成，包括有效载荷整流罩、有效载荷支架、推进舱、级间段、液氧箱、液氢箱、煤油箱、箱间段、后过渡段、斜头锥、尾段和尾翼等。
长征五号3.35米直径模块继承原长征火箭芯级已有的3.35米直径技术，使用液态氧和煤油推进剂，安装两台120吨级YF-100液氧煤油发动机，再加上与发动机配套的增压运输系统和伺服机构等。助推器结构形式与长征三号乙运载火箭的箭体结构相似，助推器贮箱选用等边三角形网格加筋壳结构。助推器液氧贮箱采用了全搅拌摩擦焊技术。助推器的头锥为斜锥体，由半球形端头和截锥壳体两部分组成。3.35米直径助推器头锥倾斜角度为15°。端头在飞行过程中要承受气动加热。截锥壳体采用桁梁式半硬壳薄壁结构，外表面蒙皮采用耐高温玻璃钢材料。
长征五号芯一级采用5米直径火箭芯级模块，使用液氢和液态氧作为推进剂，结构主要由贮箱、箱间段、级间段和尾段组成。
贮箱箱筒段是箭体结构中的主要承力结构，所承受的外载荷较为复杂，包括内压、轴压、弯矩和剪力等，其结构形式需按照承受的载荷和最小结构质量等因素进行综合设计。芯一级箱间段连接氧化剂箱和燃料箱的短壳，采用半硬壳式结构，由金属蒙皮、桁条、中间框和上、下端框等组成。由于助推器的前捆绑点位于此段上，载荷主要由组合梁和副梁来承受。一、二子级级间段采用半硬壳式结构，由金属蒙皮、桁条、中间框和上、下端框等组成，分为上、下两个柱段，并含有级间分离结构。芯一级尾段为半硬壳式结构，由金属蒙皮、组合梁、副梁、桁条、中间框和上、下端框等组成。5米直径贮箱部分使用了搅拌摩擦焊技术，一级氢箱生产中运用铣焊一体技术、内撑外压技术和辅助支撑技术等手段。
长征五号芯二级采用5米直径火箭模块，使用液氢和液态氧作为推进剂，采用YF系列火箭发动机75D作为主动力，以及相应的新的增压输送系统和伺服机构等。另外芯二级采用辅助动力系统，配有气氧煤油姿控发动机。
芯二级结构包括贮箱、箱间段和仪器舱等。为了简化操作、提高可靠性、降低成本，芯二级贮箱均采用独立箱体结构而不采用共底结构，液氢箱直径5米，液氧箱直径3.35米，液氧箱位于液氢箱下部。二子级液氢箱采用球形底的箱底结构形式，箱筒段为光筒壳；前、后短壳采用正置正交网格结构；芯二级液氧箱的前、后箱底采用椭球底，前、后短壳和箱筒段均为光筒壳。芯二级箱间段为倒锥形，大端直径5米，小端直径3.35米，采用复合材料杆结构。仪器舱为截锥型壳体，完成由5.2米直径整流罩到5米直径芯级结构的过渡。截锥型壳体采用蜂窝夹层结构，由内、外碳纤维面板、铝蜂窝夹芯和前、后端框等组成。
长征五号有效载荷支架为截锥形壳体，采用蜂窝夹层结构，由内、外碳纤维面板，铝蜂窝夹芯，前、后端框和分离弹簧支座等组成；前端面是火箭与有效载荷的分离面，包带夹紧器将有效载荷牢固地连接在此面上；其后端框通过螺栓与仪器舱连接。为减少有效载荷支架的振动，采取了增加阻尼减振结构的措施。
长征五号上面级为远征二号，是2009年中国启动的基于常规推进剂四氧化二氮/偏二甲肼的远征系列上面级之一。远征二号是一种液体专用上面级，能和长征五号火箭组合承担一箭一星、一箭双星和一箭四星直接入轨发射任务，直径3.8米，采用两台6.5千牛的YF-50D泵压式常规推进剂发动机，在轨时间6.5小时，具备2次启动能力。
长征五号有效载荷整流罩外形是西奥多·冯·卡门外形（原始卵形）+圆柱形，由两个半罩组成，直径为5.2米，分为12.267米、20.5米两个长度系列，分别用于长征五号和长征五号乙。整流罩采取了降噪措施，以改善发射过程中有效载荷的环境。整流罩依结构可划分为端头帽、前锥段、前柱段、基本圆柱段和横向分离段五个模块。
YF-100火箭发动机是一种以液态氧/煤油作为推进剂的，分级燃烧循环火箭发动机。发动机地面推力约120吨，地面比冲约300秒，喷口直径约1.4米，可以65%节流以调节推力。YF-100火箭发动机采用了先进的富氧预燃分级燃烧循环，即少量的煤油燃料与全部液氧氧化剂在燃气发生器内发生燃烧反应，生成温度较低的高压富氧燃气。以这样的富氧燃气驱动燃气涡轮泵工作，对来自于贮箱的推进剂进行增压，将推进剂挤压到发动机主推力室中进行燃烧产生推力。YF-100火箭发动机按照多次使用设计，实现了单台发动机多次地面试车，具有重复使用的潜力。
长征五号的助推器增压输送系统由贮箱增压、发动机循环预冷、贮箱加注排气、推进剂输送和吹除气封等系统组成。
直径3.35米级斜锥形舱段为长征五号运载火箭助推模块斜头锥舱段，其与芯级火箭连接，主要用于传递轴向推力。
YF-77火箭发动机是一种以液态氧/氢气作为推进剂的燃气发生器循环火箭发动机。发动机地面推力约52吨，喷口直径约1.45米。YF-77火箭发动机是我国自主研制的首台大推力、地面点火启动的氢氧火箭发动机。
长征五号一子级采用2台燃气发生器循环的氢氧发动机YF-77并联，发动机可分别双向摆动4°。发动机采用地面启动，具有混合比和流量调节功能。
长征五号一子级增压输送系统由贮箱增压、发动机循环预冷、贮箱加注排气和推进剂输送等系统组成 。
YF系列火箭发动机75D火箭发动机是一种以液态氧/液氢作为推进剂的，闭式膨胀循环火箭发动机。YF-75D发动机真空推力9吨，采用双涡轮泵串联、泵前摇摆方案，喷管面积比80:1，比冲约442秒，具备二次启动工作能力。
长征五号控制系统采用1553B总线，总线上除了控制系统仪器外，增加了遥测单元，同时给地面测试发射控制系统留有总线测试接口。箭载计算机内嵌SM总线控制器，负责控制系统总线的数据流管理与调度。箭上单机采用自测试方案，各终端站点将自身系统的测试状态参数通过总线反馈给控制系统。总线控制器在飞行过程中通过总线除了完成采样、时序输出和伺服指令输出外，还要周期性地提取各个远程终端的箭测数据，在模拟飞行测试时地面总线站点充当总线监视器，用于对箭上总线信息的自动监视与测量。遥测系统以工作终端/监视终端（RT/MT）模式作为控制系统总线网络的一个终端站点挂在控制系统网络上。
长征五号制导采用激光陀螺捷联惯性测量组合+全球卫星定位与导航系统（GNSS）+箭载计算机的复合制导方案，采用迭代制导技术与GNSS修正技术。
长征五号姿态控制系统采用数字控制方案，由激光捷联惯性测量组合、速率陀螺、箭载计算机和伺服机构等组成。由激光捷联惯性测量组合及速率陀螺敏感火箭在飞行过程中的姿态运动，通过箭载计算机进行飞行姿态计算并输出控制指令，驱动伺服机构动作，使发动机摇摆产生控制力矩，实现运载火箭的姿态稳定和控制。姿态控制系统由助推器、一级和二级姿态控制系统组成 。
长征五号电气系统采用电气系统一体化设计。箭上电气系统包括控制、测量、能源以及附加等模块。其中控制模块主要完成火箭飞行过程中的姿态控制、制导以及时序控制等功能，并且采用GNSS/惯性测量复合制导与激光陀螺捷联冗余控制系统；测量模块主要完成箭上飞行参数的测量以及安控等功能；能源模块完成箭上仪器设备的供电功能，附加功能模块则完成火箭的推进剂利用、故障监测等功能。采用总线对各个功能模块进行信息综合、统一供配电。
长征五号的发动机和3.35米直径助推器由西安市和上海市生产后运送至天津市，在天津大运载火箭基地进行组装、集成和测试。完成测试的长征五号被运送至天津港，装入专门为长征五号系列运载火箭准备的大型集装箱。装有其火箭产品、运输保障和电气测量设备的集装箱数量达到40件，总重量超过1000吨，约为长征七号火箭的2倍，由新型运输船远望21、22号船队运输。经过六昼夜航行，经渤海、黄海、东海、台湾海峡、南海、琼州海峡等海域，航行约1800海里，到达海南省清澜港西码头，再通过公路运往发射场内的火箭水平转载准备厂房。
文昌航天发射场隶属西昌卫星发射中心，具有纬度低、射向范围宽、运载效能高、运输限制少、落区安全性好等特点，是我国唯一的濒海发射场，圆满完成了空间站、探月工程等重大发射任务。
长征五号-远征二号（代号：CZ-5/YZ-2）为带助推器的三级火箭。其助推器、芯一级、芯二级、整流罩与长征五号基本型相同，但在整流罩内增加了远征二号上面级作为第三级。远征二号上面级是针对长征五号新一代大推力运载火箭研制的上面级，是我国目前规模最大、变轨能力最强的液体动力上面级，配备了两台远征一号所使用的发动机。远征二号上面级与长征五号运载火箭组合使用后，可有效提升一箭多星发射并直接入轨的能力，进一步提高长征五号运载火箭发射任务适用性和使用灵活性。
长征五号B，是由中国运载火箭技术研究院抓总研制的一型大型运载火箭，同属长征五号系列，两型火箭共享了5米大直径箭体结构、大推力液态氧液氢发动机、大推力液氧煤油发动机、大型活动发射平台、系统级冗余控制技术等关键技术，最大程度的通过共用模块及产品化，来适应不同轨道发射任务需要。长征五号B是专门为中国载人航天工程空间站建设而研制的一型新型运载火箭，是中国近地轨道运载能力最大的新一代运载火箭。
长征五号B火箭芯级直径为5米，捆绑4个直径3.35米的助推器，总长约53.66米，其中整流罩长20.5米，火箭全部采用氢气、液氧、煤油等清洁燃料，起飞质量约849吨，起飞推力约1078吨，近地轨道运载能力不小于22吨。
长征五号B运载火箭与长征五号运载火箭同属于长征五号系列火箭“家族”，由于火箭芯级直径大，被亲切的称为“长征五号系列运载火箭”，是目前我国运载能力最大的系列火箭。虽然外形上有些相似，但两型火箭在设计、用途等方面存在很多不同。从构型上看，长征五号运载火箭采用两级半构型，长征五号B运载火箭采用一级半构型。从外观上看，长征五号B火箭的超大整流罩是它最突出的特点，比长征五号整流罩长了近8米，是我国最大的火箭整流罩。从用途上看，长征五号运载火箭主要用于发射高轨道的大型卫星以及各类空间探测器，例如嫦娥五号探测器、天问一号等；长征五号B运载火箭主要用于发射近地轨道的大型卫星及飞船，例如载人空间站的核心舱和实验舱等。从运载能力上看，长征五号火箭地球同步转移轨道（GT0）运载能力约为14吨，长征五号B火箭近地轨道（LEO）运载能力不小于22吨。
长征五号B运载火箭研制总体单位是中国运载火箭技术研究院；总指挥是王珏；总设计师是李东。
长征五号甲（或称CZ-5M）是中国为新一代载人飞船、载人登月设想的一款基于长征五号技术的大型载人运载火箭。该型火箭与长征五号乙相仿，但为了发射载人舱段，改变了整流罩形状并增加了逃逸塔。
长征五号登月（代号：CZ-5DY/CZ-5G）是中国为载人登月（“DY”即“登月”的汉语拼音缩写）而设想的一款基于长征五号技术的超大型运载火箭。火箭技术指标为：5米芯级捆6个3.35米助推器；芯级4台、助推各2 台YF-100发动机；二子级4台YF-77；5米直径整流罩；起飞质量约1600吨，全箭长约72米；近地轨道运载能力约50吨。
2017年7月2日，长征五号遥二火箭在海南文昌航天发射场实施发射，火箭飞行至346秒时突发故障。根据分析仿真计算及地面试验结果，故障原因为芯一级液氢液氧发动机一分机涡轮排气装置在复杂力热环境下，局部结构发生异常，发动机推力瞬时大幅下降，致使发射任务失利。改进后的芯一级液氢液氧发动机完成多次地面热试车考核，验证了改进措施的有效性。
长征五号是中国实现载人空间站工程，探月三期工程的重大航天工程项目的关键支柱和发展基石，同时也支撑中国未来深空探测工程的发展 。（新华网）
长征五号B运载火箭成功，全面验证了火箭总体和各系统方案设计的正确性、协调性，突破了大尺寸整流罩分离技术、大直径舱箭连接分离技术、大推力直接入轨偏差精确数字技术等新技术，将中国运载火箭的近地轨道运载能力提升到22吨以上，近地轨道运载能力、运载效率在中国均处于最高水平，在世界上也位居前列，为中国空间站工程的顺利实施奠定了坚实基础。（中国载人航天工程网）