更新时间：2024-10-29 21:52
外层空间是人类共同的财富，探索外层空间是人类不懈的追求。当前，世界航天活动呈现蓬勃发展的景象，主要航天国家相继制定或调整航天发展战略、发展规划和发展目标，航天事业在国家整体发展战略中的地位与作用日益突出，航天活动对人类文明和社会进步的影响进一步增强。
中国政府把发展航天事业作为国家整体发展战略的重要组成部分，始终坚持为了和平目的探索和利用外层空间。近年来，中国航天事业发展迅速，在若干重要技术领域跻身世界先进行列。航天活动在中国经济建设和社会发展中发挥着越来越重要的作用。
随着中国航天事业的发展，对大型运载火箭的需求越来越多。航天五院的东方红四号卫星质量已经达到了5.1吨，下一代的东方红五号通信卫星将达到更大的6.5~7吨，这已经远超中国现役同步转移轨道运载能力最大的长征三号乙5.5吨的运载能力；中国载人航天工程在2017年后将进行大型空间站的建设，核心舱质量将达到20吨级别，这更远超现有长征二号F火箭9.2吨的LEO轨道运载能力；嫦娥探月工程在完成嫦娥一号二号的绕月，三号四号的落月后，采样返回的三期工程也需要更大运力的火箭才能实现；再往后10年在深空探测方面，对火星，木星，近地小行星和小行星带探测，也需要更大运力的运载火箭。因此发展大推力火箭，改变大幅度落后于世界运载火箭先进水平的局面，也是迫在眉睫。
《2011年中国的航天》白皮书提出：加强航天运输系统建设，不断完善运载火箭型谱，提升进入空间的能力。增强现役运载火箭的可靠性和发射适应性，发展新一代运载火箭和运载火箭上面级，实现“长征五号”等多型运载火箭首飞。“长征五号”运载火箭将完全采用无毒无污染推进剂，并具备近地轨道25吨、地球同步转移轨道14吨的运载能力。
2006年10月，中国国防科工委和财政部联合立项研制长征五号运载火箭，经国务院批准，由国防科工局、国家航天局牵头组织实施，由中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院抓总研制。
中国新一代大运载火箭-长征五号运载火箭-正式立项，拉开了中国新一代运载火箭研制的序幕。长征五号运载火箭按照系列化思想首次实现了中国运载火箭6种构型同时开展总体设计。同时，为满足低轨大平台及高轨大吨位卫星的发射需求，中国运载火箭技术研究院构建了第一个基于几何样机的全三维数字火箭，用数字化模装替代实物模装。
新一代大推力长征五号运载火箭研制，可以实现最大的技术带动作用，同时作为基本型，它全面覆盖了其他构型的模块和技术，可以在其基础上通过助推器和二级、上面级的调整较为快速地形成完整的型谱和能力。
2014年，长征五号完成以全箭模态试验，芯一级动力系统试车，直径5.2米、长度20.5米整流罩分离试验为代表的大型地面试验，开展火箭的生产、总装和测试。其中，全箭模态试验是中国运载火箭有史以来最为复杂的试验项目之一，无论是产品配套、状态设计，还是数据采集通道，规模均为亚洲之最。
2015年3月23日16时，长征五号运载火箭在北京完成芯一级动力系统第二次试车，进一步验证了芯一级模块设计方案的正确性，为年内转入发射场合练奠定了坚实基础。
2015年8月17日16时35分，中国运载能力最大的长征五号运载火箭在北京成功进行了芯二级动力系统第二次试车。此次试车是长征五号运载火箭工程重大地面试验的收官之作，为后续转入发射场合练和成功实现首飞奠定了坚实基础。
2016年11月3日20时43分，中国最大推力新一代运载火箭长征五号从中国文昌航天发射场点火升空，约30分钟后，载荷组合体与火箭成功分离，进入预定轨道，长征五号运载火箭首次发射任务取得成功，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，是中国由航天大国迈向航天强国的重要标志。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。长征五号运载火箭首次飞行任务取得成功。
2023年3月，中国航天科技集团八院149厂研制的长征五号运载火箭助推模块3米级全整底液氧贮箱合零下架。
2024年3月15日，执行探月工程四期嫦娥六号任务的长征五号遥八运载火箭安全运抵中国文昌航天发射场。后续，该火箭将与先期运抵的嫦娥六号探测器一起开展发射场区总装和测试工作。
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-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，使用液氢和液氧作为推进剂，采用YF-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，包带锁紧装置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。
长征五号整流罩是中国国内直径最大、质量最大的整流罩，首次采用了冯·卡门外形泡沫夹层结构和横向线性分离装置等新技术。整流罩的分离对长征五号飞行任务成败影响重大，其研制直接关系到其研制进度。
长征五号运载火箭的各级发动机为：
YF-100火箭发动机是一种液氧煤油分级燃烧循环火箭发动机，该发动机是属于全新研制的火箭发动机。实际上中国航天动力部门很早就对新一代运载火箭的发动机进行了预研，20世纪80年代张贵田院士就提出发展高压补燃液氧煤油发动机的设想，几经努力863计划将液氧煤油发动机列入规划。1988年研制方开始研究性试验，到1990年全面开展关键技术攻关，1990年还从前苏联引进了2台RD-120高压补燃液氧没有发动机进行原理研究，此后1995年进行全系统发动机试车。以此为基础中国开始开发国产YF-100高压补燃液氧煤油发动机，1998年动力部门取得涡轮泵联试的成功，为开展高压补燃液氧煤油发动机铺平了道路，1999年120吨地面推力的大推力液氧煤油发动机正式立项，正式命名YF-100发动机。
YF-100发动机地面推力约120吨地面比冲约300秒，真空推力约136吨比冲约335秒，喷口直径约1.4米。YF-100推力在高压补燃液氧煤油发动机中属于偏下水平。总体技术上说YF-100的技术起点和档次相当不错，只是推力偏小，而且为了兼容3.35米和2.25米直径箭体的原因，无法改动喷管设计。自立项以来，YF-100早期虽然发生过试车事故，但进度还是很不错的，2005年完成300秒长程摇摆整机试车，2006年先后完成400秒试车和首次600秒长程摇摆试车。迄今为止，YF-100的总试车时间已经超过了2万秒。对比实际使用中仅工作160秒，YF-100液氧煤油发动机的可靠性已经得到了充分的检验。
增压输送系统
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。
长征五号的YF-77火箭发动机，是一种液氧液氢燃气发生器循环火箭发动机。20世纪90年代中国开始大推力氢氧发动机的研制工作，在缩比试验阶段也试图使用LE-7发动机一样的高压补燃循环方式，在1997~1998年进行了多项试验达到了实验目的，当时规划的分级燃烧循环大推力氢氧发动机代号YF-78。中国大推力氢氧发动机最终采用了燃气发生器循环设计，地面推力50多吨，代号YF-77，于2001年正式立项。
YF-77火箭发动机地面推力约52吨，比冲约310秒，真空推力约70吨，比冲约426秒，喷口直径约1.45米。该发动机是中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。
发动机
长征五号火箭发射LEO轨道载荷时，使用一级半的结构，GTO轨道则使用二级半结构，在原有的YF-77发动机芯级之上增加了使用YF-75D发动机的上面级。YF-75D氢氧发动机是中国新一代上面级发动机，采用膨胀燃烧循环。
采用5米直径芯级，捆绑4枚3.35米直径助推器，全长约57米，起飞重量约870吨；具备近地轨道25吨级、地球同步转移轨道14吨级的运载能力，比在役火箭地球同步转移轨道运载能力提高了2.5倍以上；该火箭首次采用芯一级2台50吨级氢氧发动机与4枚助推器各2台120吨级液氧煤油发动机的组合起飞方案，10台发动机同时点火，起飞推力达1060吨，
长征五号遥八运载火箭与先期运抵的嫦娥六号探测器一起开展发射场区总装和测试工作。长征五号遥八运载火箭在发射场区各参试系统正在按计划开展嫦娥六号任务准备工作。
2024年3月，长征五号遥八运载火箭运抵中国文昌航天发射场，陆续完成总装、测试等各项准备工作，然后于4月27日被垂直转运至发射区，计划于5月初择机发射，开展人类首次月背取样。
2024年3月15日，执行探月工程四期嫦娥六号任务的长征五号遥八运载火箭安全运抵中国文昌航天发射场。嫦娥六号探测器、长征五号遥八运载火箭分别于1月、3月运抵发射场后，陆续完成总装、测试等各项准备工作。
2024年4月27日，承载着长征五号遥八运载火箭的活动发射平台，将器箭组合体从垂直测试厂房安全转运至发射区。后续将按计划开展各项功能检查、联合测试、推进剂加注等工作。
2024年4月30日报道，嫦娥六号探测器和长征五号遥八运载火箭分别于2024年1月、3月运抵中国文昌航天发射场，陆续完成总装、测试等各项准备工作，然后于4月27日被垂直转运至发射区，计划于5月初择机发射，开展人类首次月背取样。
2024年5月1日，经工程任务指挥部综合研判决策，探月工程四期嫦娥六号任务计划5月3日由长征五号遥八运载火箭实施运载发射。
2024年5月3日，长征五号遥八运载火箭开始加注液氧低温推进剂，探月工程四期嫦娥六号任务计划5月3日17时至18时实施发射任务，首选发射窗口瞄准17时27分。
2024年5月3日17时27分，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，准确进入地月转移轨道，发射任务取得成功。嫦娥六号探测器开启世界首次月球背面采样返回之旅，预选着陆和采样区为月球背面南极-艾特肯盆地。
长征五号遥八运载火箭飞行约37分钟后，器箭分离，将嫦娥六号探测器直接送入近地点高度200公里，远地点高度约38万公里的预定地月转移轨道。嫦娥六号探测器由轨道器、返回器、着陆器、上升器组成。后续，在地面测控和鹊桥二号中继星支持下，嫦娥六号探测器将历经地月转移、近月制动、环月飞行、着陆下降、月面软着陆等过程，在月球背面预选区域采集月表岩石和月壤样品，同时开展科学探测。
长征五号运载火箭总体技术指标达到了世界先进水平，还突破了大直径箭体结构、大型低温捆绑火箭耦合振动抑制等12大类247项新技术，开展了火箭动力系统试车、模态试验、助推器分离、整流罩分离、发射场合练等多项大型地面试验，创下了中国液体运载火箭研制规模之最。长征五号箭体直径达5米，打破了中国40余年来3.35米箭体直径结构的限制。
长征五号按照系列化、组合化、模块化的思想设计，采用全新自主设计的箭体结构、动力、电气和发射支持系统，在总体结构、设计技术、推进技术、遥测技术、发射技术等五个方面，都实现了创新突破。和以往火箭相比，长征五号运载火箭是一枚全新研制的火箭，核心技术具有完全自主知识产权，全箭采用新技术比例几乎达到100%。而国际上研制新型火箭，包括卫星飞船，采用新技术的比例一般不超过30%。靠完全自主创新，长征五号的整体性能和总体技术都达到了国际先进水平。
长征五号火箭除大推力之外，与原有火箭相比还有许多其他的优势。
一是采用液氧煤油或者液氢液氧发动机，填补了中国大推力无毒无污染液体火箭发动机的空白，实现了绿色环保的研制理念；
二是模块化的设计，能够满足不同重量有效载荷的发射需要，增加了选择性和发射的灵活性；
三是提高了可靠性，能够大幅度提高火箭发射成功率。
长征五号团队对火箭进行了升级优化，不仅将火箭地月转移轨道运载能力提升100公斤，还大幅提高了火箭的可靠性。
该次任务中，为了确保准时发射，型号团队应用“窄窗口多轨道”发射技术，为火箭在连续两天、每天50分钟的窗口内，设计了10条奔月轨道，提高了发射概率和发射可靠性。
长征五号运载火箭全箭总长将达到60米，捆绑4个直径3.35米的助推器。该火箭采用全新火箭动力装置、大型火箭结构设计与制造技术、先进控制及数字化技术等关键技术，并采取几十项措施提升运载能力，显著提高了中国运载火箭整体水平和开发利用空间资源的能力。（新浪网 评）
长征五号运载火箭研制成功，使中国运载火箭的规模实现从中型到大型的跨越，标志着中国运载火箭实现升级换代。（科普中国网 评）
长征五号遥八运载火箭是中国首型芯级直径5米的新一代大推力运载火箭，总长约57米，起飞重量约870吨，起飞推力超过1000吨，近地轨道运载能力可达25吨级，地球同步轨道运载能力可达14吨级。2016年长征五号完成首飞。该次发射是长征系列运载火箭第519次发射。（国家航天局 评）
长征五号火箭工程研制的总体技术指标位居亚洲第一、世界前三，工程研制跨度、技术难度以及任务实施规模在中国运载火箭研制史上均属首次。长征五号运载火箭成功突破中国5米大直径箭体结构设计、制造及试验技术难关，完成中国最大规模助推器分离等一系列大型地面试验，大幅提升了中国运载火箭的总体技术水平；完成120吨液氧煤油发动机、50吨液氢液氧发动机等的研制，填补了中国国内空白，达到国际先进技术水平，有力提升了中国航天液体火箭动力技术发展，为进一步完善中国运载火箭能力布局提供了有力保障。此外，长征五号运载火箭的研制，辐射带动了中国多种新材料成型、加工以及大型复杂结构件精密制造等一系列基础技术发展，为中国新型高强度、轻质化材料的深化应用奠定了基础。（中国政府网 评）