有“神箭”之誉的长征二号F火箭再次成功发射神舟载人飞船 ， 7次载人发射任务 ， 均取得“满分”的骄人成绩 。
6月17日 ， 长征二号F遥十二运载火箭（简称“长二F火箭”）呼啸升空 ， 成功将载有3位航天员的神舟十二号飞船送入预定轨道 。 我国载人航天工程空间站在轨建造阶段首次载人发射取得圆满成功 ， 为后续任务顺利实施奠定了坚实基础 。
长二F火箭由航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院（以下简称：火箭院）抓总研制 ， 本次任务是长征系列运载火箭的第374次发射 。
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垂直转运中的长二F遥十二火箭 。本文图片来源：航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院 。
全战全胜的“神箭”
长二F火箭是专门为我国载人航天工程研制的火箭 ， 也是目前我国唯一一型载人运载火箭 。 作为一枚“明星”火箭 ， 每一次发射都举世瞩目 。 长二F火箭使我国成为世界上第三个能够把航天员送上太空的国家 。
长二F火箭是专门用于载人航天的二级运载火箭 ， 也是目前中国所有运载火箭中系统最复杂的火箭 ， 火箭在1992年立项 ， 1999年首飞 。 近30年来 ， 长二F火箭全程参与了中国载人航天工程“三步走”战略的每一步 ， 共执行十余次任务 ， 其中包括发射5艘无人飞船、2个空间实验室和7艘载人飞船 ， 均取得圆满成功 ， 将12名、17人次航天员送入太空 ， 在我国载人航天工程的史册上 ， 长二F火箭留下了浓墨重彩的一笔 。
长二F火箭载人飞船状态增加了故障检测和逃逸救生系统 ， 在火箭顶部带有逃逸飞行器 ， 全箭可靠性指标0.97 ， 安全性指标0.997,是我国可靠性指标最高的运载火箭 。
虽然发发成功 ， 但为了圆满完成空间站在轨建造阶段的高密度发射任务 ， 中国航天史上这枚技术最复杂、可靠性和安全性最高的航天员“专列” ， 进行了多项技术改进 ， 让火箭更可靠、更安全、更灵活 。
火箭院长二F火箭总设计师容易说：“载人航天 ， 人命关天 。 保障航天员安全进入太空 ， 是每个载人火箭研制人员特殊的使命和责任 。 ”
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长二F是我国可靠性指标最高的运载火箭 。
火箭更可靠
火箭院长二F火箭总指挥荆木春介绍 ， 此次用于发射神舟十二号飞船的长二F火箭共进行109项技术状态更改 ， 其中有70余项与可靠性提升相关 。 这些改进不涉及重大技术状态变化 ， 主要是为了消除薄弱环节 。
如针对发动机点火失效风险 ， 将主机传火孔直径从4毫米改为6毫米 ， 进一步提升点火可靠性；根据位置不同 ， 对发动机二级游机推力室喷注口提出更加精细的角度设计要求 ， 使推进剂能够更加充分地融合、更加高效地燃烧 ， 为火箭提供强劲动力……
每一处改进 ， 都体现了研制人员对可靠性的不懈追求 ， 背后都意味着无数次的理论分析、数学仿真和试验验证 。 当火箭的可靠性越来越接近1的时候 ， 小数点后每一个数字的微小变化 ， 实现起来都无比艰辛 。 长二F火箭总体副主任设计师秦曈说：“在可靠性已经相当高的情况下再提升 ， 难度可想而知” 。
长二F火箭总体主任设计师常武权用考试打比方：从50分提高到90分相对容易一些 ， 但从90分提高到91分 ， 甚至91.1分 ， 尽管只有0.1分的提升 ， 但背后的工作并不比从50分提高到90分少 。
在长二F火箭副总师刘烽看来 ， “为了确保任务成功、确保航天员安全 ， 只要能换来百分之零点零几 ， 甚至是零点零零几的指标提升 ， 我们所做的任何工作都是值得的” 。
越是艰难越向前 。 这支骁勇善战的队伍 ， 精益求精 ， 尽善尽美 ， 最终将长二F火箭的可靠性从指标要求的0.97提升到0.9894 ， 再次刷新了纪录 ， 处于世界前列 。
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执行此次发射任务的长二F火箭逃逸安控体制进行了更改 ， 提高了保密安全性能和抗干扰性能 。
航天员更安全
载人航天 ， 人命关天 ， 容不得半点闪失 。 长二F遥十一火箭在发射神舟十一号飞船时 ， 安全性评估值达0.997 ， 但研制队伍在追求安全性的道路上从未止步 。 为确保航天员安全 ， 遥十二火箭逃逸安控体制进行了更改 ， 提高了保密安全性能和抗干扰性能 。 控制逃逸发动机新增了点火功能 ， 进一步提高了火箭的安全性 。
假如火箭突发意外情况 ， 逃逸系统启动 ， 逃逸飞行器像“拔萝卜”一样带着返回舱飞离故障火箭 。 返回舱与逃逸飞行器分离后 ， 打开降落伞 ， 缓慢降落到地面 。 但开伞过程中 ， 返回舱会受到地面低空风的极大影响 。
以前逃逸飞行器只能往一个固定的方向逃逸 ， 存在一定的安全风险 。 刘烽举了个例子 ， “如果说逃逸飞行器只能向东逃逸 ， 正好这时地面吹来一股向西的风 ， 这样 ， 返回舱处于开伞状态的时候 ， 很可能又被吹回到故障火箭的附近 ， 航天员就比较危险 。 ”
研制人员在现有的控制逃逸发动机的基础上 ， 通过对软件进行调整 ， 新增发动机点火功能 ， 使逃逸飞行器可以向垂直于地面风的方向逃逸 ， 更加安全、灵活 。 “比如说 ， 地面刮的是南风或者是北风 ， 现在我的逃逸能力提升了 ， 可以提前选择与南风或北风垂直的东方向逃逸 ， 避开地面风” ， 常武权说 。
逃逸系统改进后 ， 火箭安全性评估值达0.99996这一国际先进水平 。 常武权通俗地解释了小数点后这一串数字的意义 ， “就目前的技术状态 ， 长二F火箭需要发射十万次 ， 才会有4次逃逸失败 ， 平均一万次发射 ， 还不到一次逃逸失败的情况 。 在保障航天员安全方面 ， 它比‘万无一失’的水平还要高一些” 。
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为了适应空间站任务 ， 此次长二F首次采用了起飞滚转技术 。
火箭更灵活
本次发射中 ， 长二F载人状态火箭还首次采用了起飞滚转技术 ， 更加灵活 。
以往 ， 长二F火箭的任务较为单一 ， 射向基本一致 ， 火箭点火起飞后 ， 经过俯仰转弯等姿态调整 ， 直接瞄准一个固定的射向 ， 在一个射面内飞行即可 。 但后续空间站在建造和长期运营过程中 ， 轨道倾角会有0.1°到0.5°的变化范围 。
而火箭要适应这种变化 ， 有两种方法：一是针对每次任务的轨道倾角 ， 改造瞄准间 ， 确定火箭射向；二是通过火箭自身起飞滚转适应轨道倾角的变化和射向的变化 。 前者工作量巨大 ， 并非最佳方案 。
因此 ， 型号队伍根据任务特点 ， 从火箭自身出发 ， 在载人状态的长二F火箭上首次应用起飞滚转技术 ， 使火箭起飞后在空中转体 ， 转到合适的角度后 ， 再飞向任务要求的方向 。 采用该技术以后 ， 长二F火箭更加灵活 ， 任务适应能力也进一步提高 。
此外 ， 为了适应空间站在轨建造及长期运营需求 ， 研制团队对火箭活动发射平台进行了全面大修 ， 同时基于可靠性、操作性、维修性、应用成熟型号的成熟技术等多方面考虑 ， 对平台进行了升级改进 。
长二F火箭地面发射支持系统主任设计师刘海波介绍 ， 最典型的就是在发射平台改进设计过程中 ， 大范围采用冗余设计 ， 不断提高其可靠性 。 此外 ， 活动发射平台的操作便捷性也显著提升 。
活动发射平台总体设计师任晓伟举了个例子 ， 平台上有两台“方向机” ， 一主一备 。 原来 ， 如果主机发生故障 ， 需要手动拆除主机上的配件 ， 再给备用机装上一个新的配件 ， 全程约2小时 。“现在加一个离合手柄 ， 1分钟就能完成主备机的切换 ， 效率有了质的飞跃” ， 任晓伟说 。
一些在长征五号、长征七号运载火箭活动发射平台上得到验证的成熟技术和产品 ， 也用于替代那些老化的 ， 工艺或技术过时的产品 。 如用行星齿轮减速器代替支撑臂上原来使用的滚柱密切圆减速器 ， 使传动效率由60%左右提升至95%左右……
【飞船|筑梦“天宫”｜“神箭”再出征!“满分”成绩是如何做到的？】(本文来自澎湃新闻 ， 更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)
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