El 7 de marzo largo ( chino :长征 七号 运载火箭), o Chang Zheng 7 en pinyin , abreviado LM-7 para exportación o CZ-7 dentro de China, originalmente el 2 de marzo largo 2F / H o Chang Zheng 2F / H , apodado Bingjian (冰箭; 'la flecha de hielo'), es un vehículo de lanzamiento chino de combustible líquido de la familia Long March , desarrollado por la Corporación de Ciencia y Tecnología Aeroespacial de China (CAST). [4] Realizó su vuelo inaugural el 25 de junio de 2016.
Función | Vehículo de lanzamiento medio a pesado |
---|---|
Fabricante | CALT |
País de origen | porcelana |
Tamaño | |
Altura |
|
Diámetro | 3,35 m (11,0 pies) |
Masa | |
Etapas |
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Capacidad | |
Carga útil a LEO (200 x 400 km x 42 °) | |
Masa | 13.500 kg (29.800 libras) |
Carga útil a GTO | |
Masa | 7.000 kg (15.000 libras) [3] |
Carga útil a TLI | |
Masa | 5.000 kg (11.000 libras) |
Carga útil a SSO | |
Altitud | 700 km (430 millas) |
Masa | 5.500 kg (12.100 libras) |
Cohetes asociados | |
Familia | Larga marcha |
Comparable | Delta IV , Atlas V , Falcon 9 Block 5 , GSLV Mk.III , H-IIA |
Historial de lanzamiento | |
Estado | Activo |
Sitios de lanzamiento | Wenchang , LC-2 |
Lanzamientos totales | 5 ( 7 : 3, 7A : 2) |
Éxito (s) | 4 ( 7 : 3, 7A : 1) |
Fracaso (s) | 1 ( 7 : 0, 7A : 1) |
Primer vuelo | 25 de junio de 2016 |
Último vuelo | Activo |
Impulsores: refuerzo K2 | |
No impulsores | 4 |
Largo | 27 m (89 pies) |
Diámetro | 2,25 m (7 pies 5 pulgadas) |
Motores | 1 YF-100 |
Empuje | SL: 1.200 kN (270.000 lb f ) Vac: 1.340 kN (300.000 lb f ) |
Empuje total | SL: 4.800 kN (1.100.000 lb f ) Vac: 5.360 kN (1.200.000 lb f ) |
Impulso específico | SL: 300 s (2,9 km / s) Vac: 335 s (3,29 km / s) |
Propulsor | RP-1 / LOX |
Primera etapa: módulo central K3 | |
Diámetro | 3,35 m (11,0 pies) |
Motores | 2 YF-100 |
Empuje | Nivel del mar: 2,400 kN (540,000 lb f ) Vacío: 2,680 kN (600,000 lb f ) |
Impulso específico | Nivel del mar: 300 s (2,9 km / s) Vacío: 335 s (3,29 km / s) |
Propulsor | RP-1 / LOX |
Segunda etapa | |
Diámetro | 3,35 m (11,0 pies) |
Motores | 4 YF-115 |
Empuje | 706 kN (159.000 libras f ) |
Impulso específico | 342 s (3,35 km / s) |
Propulsor | RP-1 / LOX |
Tercera etapa (CZ-7A) | |
Diámetro | 3,0 m (9,8 pies) |
Masa vacía | 2.800 kg (6.200 libras) |
Masa bruta | 21.000 kg (46.000 libras) |
Masa propulsora | 18.200 kg (40.100 libras) |
Motores | 2 × YF-75 |
Empuje | 167,17 kN (37.580 lb f ) |
Impulso específico | 4.295 m / s (438,0 s) |
Quemar tiempo | 478 segundos |
Propulsor | LH 2 / LOX |
Diseñado como un reemplazo del Long March 2F , se espera que Long March 7 y sus variantes sean el caballo de batalla de la flota, y que eventualmente representen alrededor del 70% de todos los lanzamientos chinos. El 7 de marzo largo también jugará un papel fundamental en la Estación Espacial China . Se utilizó para lanzar la nave espacial de carga robótica Tianzhou y eventualmente reemplazará al Long March 2F como vehículo de lanzamiento calificado para la tripulación de China. [4]
Desde 2020, además de la configuración base Long March 7, existe la variante Long March 7A ( CZ-7A, etc.) que se diferencia de la base CZ-7 por la adición de una tercera etapa de hidrógeno líquido - oxígeno líquido heredado de la tercera etapa de la Gran Marcha 3B . [3]
Historia
El proyecto Long March 7 comenzó en 2008 con la formación del equipo de desarrollo dentro del diseñador tradicional de vehículos de lanzamiento espacial, CALT . [5] Con la adquisición de la tecnología RD-120 y el desarrollo de los motores YF-100 y YF-115 , el plan original era remodelar el Long March 2F . El Long March 2F / H , como se le habría llamado, "simplemente" cambiaría de N 2 O 4 / UDMH a un propelente LOX / queroseno y motores de empuje mejorados para ofrecer un mejor rendimiento. Pero el cambio resultó en una cascada de cambios que aumentaron significativamente la complejidad del proyecto. [6]
Al mismo tiempo, se esperaba que el proyecto original Long March 5 incluyera versiones pesadas, medianas y ligeras. Dado que el Long March 2F / H y el medio Long March 5 tenían superposiciones importantes, se decidió fusionar ambos proyectos. De esta manera, los componentes y tecnologías de alta confiabilidad y legado de vuelo del Long March 2F se fusionaron con las nuevas tecnologías desarrolladas para el Long March 5. [6] Aunque se terminó casi al mismo tiempo, el Long March 6 fue un producto completamente separado. desarrollado por un equipo joven dentro de SAST . Como tal, comparte poco más que diámetros de tanque y propulsión con el LM-5 y LM7, pero cubre el rango de cargas útiles entre el mediano Long March 7 y el muy ligero Long March 11 . [7]
En 2010, el nombre del proyecto se cambió oficialmente a Long March 7 . Según el subdirector del proyecto, Zhang Tao, el proyecto requirió once nuevas tecnologías importantes. Pero la innovación no fue solo a nivel de producto, sino también a nivel del proceso en sí. Según el director del proyecto, Wang Xiaojun, esta fue la primera vez que todo el proceso se desarrolló en 3D digital, utilizando el diseño asistido por computadora directamente para la fabricación asistida por computadora . [8]
El vuelo inaugural se realizó con éxito el 25 de junio de 2016 a las 12:00 UTC desde la plataforma de lanzamiento LC-2 de Wenchang . Se lanzó en la configuración LM-7 con la adición de la etapa superior Yuanzheng-1A que debutaba simultáneamente ; el vuelo realizó con éxito su misión de órbitas múltiples. [9]
Diseño
El Long March 7 es la variante de carga media de una familia de cohetes de nueva generación que incluye el Long March 5 de carga más pesada y el Long March 6 de carga pequeña-media . La estructura se basa en el vehículo de lanzamiento Long March 2F confiable y calificado para hombres . Heredó la etapa central de 3,35 m de diámetro y los propulsores de cohetes líquidos de 2,25 m de diámetro . Donde la anterior familia de cohetes Long March 2 usaba N costosos y peligrosos
2O
4/ Propelentes UDMH , el Long March 7 usa LOX y queroseno . Los motores se comparten con el Long March 5 y 6. El objetivo era construir una familia de cohetes más rentable y menos peligrosa para reemplazar el Long March 2 de hoy y, finalmente, el Long March 3. [10] Es capaz de colocar 5.500 kg (12,100 lb) de carga útil en una órbita sincrónica del Sol (SSO) de 700 km (430 mi). [11]
Etapas
El Long March 7 hereda las etapas modulares del proyecto original Long March 5 . Como tal, su primera etapa es el mismo módulo que los amplificadores LM-5. También comparte diámetros de tanque y motores con el Long March 6 , pero los grupos de diseño fueron completamente diferentes. El LM-5 y el LM-7 fueron desarrollados por la Academia de Tecnología de Vehículos de Lanzamiento de China (CALT), mientras que el LM-6 fue realizado por la Academia de Tecnología de Vuelos Espaciales de Shanghai (SAST). Incluso la aviónica es diferente. [7]
El 7 de marzo largo básico se puede optimizar variando el número de potenciadores o mejorado mediante la adición de etapas superiores. Estas etapas permiten una mayor flexibilidad de la misión, como la inyección directa a órbitas más altas o el despliegue de órbitas múltiples. También pueden aumentar significativamente el rendimiento. Gracias a esta modularidad, el rendimiento se puede marcar entre 4.000 kg (8.800 lb) y 13.500 kg (29.800 lb) para LEO , 2.000 kg (4.400 lb) y 8.000 kg (18.000 lb) para SSO y 4.000 kg (8.800 lb) y 7.000 kg (15.000 lb) a la órbita de transferencia geoestacionaria (GTO). [12] [13]
Impulsores
La larga marcha 7 puede utilizar 0, 2 o 4 refuerzos utilizando RP-1 / LOX propelente . [14] Están propulsados por un solo motor YF-100 de combustión por etapas rico en oxidantes . Cada propulsor suministra 1.200 kN (270.000 lb f ) al nivel del mar y 1.340 kN (300.000 lb f ) en vacío de empuje. Su impulso específico es de 300 s (2,9 km / s) al nivel del mar y 335 s (3,29 km / s) en el vacío. Cada módulo tiene su propio control vectorial de empuje de un solo eje , por lo que requirió un diseño especial en los sistemas de control del cohete para coordinar todas las toberas del cohete. [11] [14] Utilizan el ancho heredado de 2,25 m (7 pies 5 pulgadas) de las familias Long March 2 y Long March 3 , pero debido al mayor empuje del YF-100 con respecto al YF-20 y el YF -25 , los propulsores son casi el doble de largo, a 27 m (89 pies). [14] Un cohete propulsor del 7 de marzo largo creó una bola de fuego visible desde partes de Utah , Nevada , Colorado , Idaho y California en la noche del 27 de julio de 2016; Su desintegración fue ampliamente informada en las redes sociales , y el reingreso incontrolado de un objeto de cinco toneladas se consideró un evento raro. [15]
Primera etapa
La primera etapa tiene tanques de 3,35 m (11,0 pies) de diámetro que transportan propulsor RP-1 / LOX. Está propulsado por dos motores YF-100, que comparten los mismos elementos de propulsión que los propulsores, solo que para la primera etapa los motores pueden cardán en dos ejes. [14] Además, esta primera etapa es el mismo módulo básico que los impulsores del 5 de marzo largo . El diámetro fue diseñado para el transporte terrestre y, como tal, podrá lanzarse desde todos los sitios de lanzamiento chinos. Esta es una diferencia crítica con el LM-5 que requiere transporte por agua para sus etapas centrales. [11] Si bien comparte diámetro y motores con la primera etapa del Long March 6 , el desarrollo fue completamente separado y realizado por diferentes grupos. [7]
Segunda etapa
La segunda etapa también comparte los primeros tanques de 3,35 m (11,0 pies) de diámetro y el propulsor. Está propulsado por cuatro motores RP-1 / LOX YF-115 de combustión por etapas ricos en oxidantes . Dos son fijos y dos pueden cardán en dos ejes. [14] Ofrece 706 kN (159.000 lb f ) de empuje en vacío con un impulso específico de 341,5 s (3.349 km / s). [11] Si bien comparte motores con la segunda etapa del Long March 6, el desarrollo fue completamente separado y realizado por diferentes grupos. [7]
Etapas opcionales
Yuanzheng-1A
Puede usar la etapa superior Yuanzheng-1A para aumentar la carga útil a órbitas de mayor energía y permitir múltiples misiones de encendido. En particular, permite la inyección directa a las órbitas SSO . [16] El vuelo inaugural utilizó con éxito esta etapa superior para entregar múltiples cargas útiles a diferentes órbitas. [12]
Etapa de hidrógeno
Se espera que el 7 de marzo largo se mejore con una etapa de hidrógeno líquido y oxígeno líquido de alta energía . Esta etapa y la baja inclinación de Wenchang permitirían lanzar una carga útil de entre 4.000 kg (8.800 lb) y 7.000 kg (15.000 lb) a la órbita de la órbita de transferencia geoestacionaria (GTO). Eso sería un aumento del 25% con respecto al lanzador chino más poderoso anteriormente, el Long March 3B , pero muy por debajo del Long March 5 . [12] La variante Long March 7A, activa desde marzo de 2020, logra precisamente esta mejora; está compuesto por las dos etapas iniciales del 7 de marzo largo, con una tercera etapa alimentada por hidrógeno líquido y oxígeno líquido.
En la presentación de variaciones de 2013, también se utilizó una etapa impulsada por hidrógeno como segunda etapa. No estaba claro si sería la misma etapa utilizada como la segunda etapa o una etapa diferente. En ambos casos (segunda y tercera etapa) estarían propulsados por el YF-75 o el YF-75D . [14]
Impulsores sólidos
La presentación de 2013 de la variación también propuso propulsores sólidos más pequeños de 2 m (6 pies 7 pulgadas) de diámetro como una opción más barata para cargas útiles más pequeñas. [14]
Aviónica
Después del vuelo inaugural, Song Zhengyu, diseñador jefe adjunto de sistemas de control para el proyecto Long March 7, declaró que el vuelo había probado la aviónica autóctona . Tuvieron que trabajar con la industria local para desarrollar PLC de doble procesador con clasificación espacial . También se afirmó que el sistema operativo en tiempo real también era un desarrollo autóctono. El diseño general se basó en una arquitectura distribuida para permitir escalabilidad y tolerancia a fallas . Esta aviónica sería la base para la mayoría de los desarrollos futuros y se había diseñado teniendo en cuenta la reutilización . [17]
Variaciones propuestas 2013
En un artículo publicado en la publicación de vuelos espaciales tripulados del CMSEO , el 7 de marzo largo se presentó como una familia de vehículos de lanzamiento. [14] Las variaciones se codificarían mediante un código de dos números más letras variables y un prefijo CZ-7 en la forma CZ-7 ## . El primer dígito significaría el número de etapas en el núcleo, que podría ser 2 o 3 . El segundo número significaría el número de impulsores, que podría ser 0 , 2 o 4 , con una S adjunta si los impulsores fueran de tipo sólido. También se propuso una segunda etapa alternativa impulsada por el propulsor LH / LOX y los motores duales YF-75 se identificarían agregando un (HO) a la designación. Por último, podría tener una etapa superior adicional, posteriormente identificada como Yuanzheng-1A , que se identificaría agregando a la designación / SM . [14]
Por ejemplo, la versión que debutó fue codificada bajo esta nomenclatura como CZ-724 / SM , ya que tenía dos etapas centrales RP-1 / LOX , cuatro impulsores líquidos y fue mejorada por la etapa Yuanzheng-1A. Un CZ-720 tendría dos etapas RP-1 / LOX y sin amplificadores. Un CZ-724S (HO) tendría una primera etapa RP-1 / LOX, una segunda etapa LH / LOX y cuatro impulsores sólidos. Un CZ-732 tendría dos etapas RP-1 / LOX, una tercera etapa LH / LOX y dos impulsores líquidos. El documento esperaba el siguiente rendimiento de ciertas versiones. [14]
Versión | LEÓN | SSO | GTO |
---|---|---|---|
CZ-720 | 2000 kilogramos | - | |
CZ-722 | 7500 kilogramos | 1300 kilogramos | |
CZ-724 | 13500 kilogramos | 5500 kilogramos | |
CZ-720 / SM | 1000 kilogramos | ||
CZ-722 / SM | 4500 kilogramos | ||
CZ-724 / SM | 8500 kilogramos | ||
CZ-722S / SM | 1800 kilogramos | ||
CZ-724S / SM | 3900 kilogramos | ||
CZ-730 | 1200 kilogramos | ||
CZ-732 | 4500 kilogramos | ||
CZ-734 | 7000 kilogramos | ||
CZ-720 (HO) | 5500 kilogramos | 2900 kilogramos | 1500 kilogramos |
CZ-722S (HO) | 7500 kilogramos | 4400 kilogramos | 2400 kilogramos |
El documento también presentó las opciones de propulsión para cada etapa. La segunda etapa RP-1 / LOX tenía solo dos YF-115 en lugar de los cuatro normales, cuando se usaba en la versión sin impulsores. Podría haber implicado una etapa superior más pequeña diferente o una menos llena. [14]
Versión | Impulsores | 1ra etapa | 2da etapa | 3ra etapa | Etapa de maniobra |
---|---|---|---|---|---|
CZ-720 | 0 | YF-100 × 2 | YF-115 × 2 | / | / |
CZ-722 | 2,25 m líquido × 2 | YF-100 × 2 | YF-115 × 4 | / | / |
CZ-724 | 2,25 m líquido × 4 | YF-100 × 2 | YF-115 × 4 | / | / |
CZ-720 / SM | 0 | YF-100 × 2 | YF-115 × 2 | / | YF-50 × 1 |
CZ-722 / SM | 2,25 m líquido × 2 | YF-100 × 2 | YF-115 × 4 | / | YF-50 × 1 |
CZ-724 / SM | 2,25 m líquido × 4 | YF-100 × 2 | YF-115 × 4 | / | YF-50 × 1 |
CZ-722S / SM | 2 m sólido × 2 | YF-100 × 2 | YF-115 × 4 | / | YF-50 × 1 |
CZ-724S / SM | 2 m sólido × 4 | YF-100 × 2 | YF-115 × 4 | / | YF-50 × 1 |
CZ-720 (HO) | 0 | YF-100 × 2 | YF-75 × 2 | / | / |
CZ-722 (HO) | 2,25 m líquido × 2 | YF-100 × 2 | YF-75 × 2 | / | / |
CZ-724 (HO) | 2,25 m líquido × 4 | YF-100 × 2 | YF-75 × 2 | / | / |
CZ-722S (HO) | 2 m sólido × 2 | YF-100 × 2 | YF-75 × 2 | / | / |
CZ-724S (HO) | 2 m sólido × 4 | YF-100 × 2 | YF-75 × 2 | / | / |
CZ-730 | 0 | YF-100 × 2 | YF-115 × 2 | YF-75 × 2 | / |
CZ-732 | 2,25 m líquido × 2 | YF-100 × 2 | YF-115 × 4 | YF-75 × 2 | / |
CZ-734 | 2,25 m líquido × 4 | YF-100 × 2 | YF-115 × 4 | YF-75 × 2 | / |
Variante CZ-7A
Desde 2020, la configuración básica del CZ-7 de dos etapas se ha complementado con la variante CZ-7A. Esta variante emplea los propulsores y las dos primeras etapas de la configuración base, y agrega a esto una tercera etapa que emplea dos motores criogénicos YF-75 que operan con combustibles líquidos LH 2 y LOX ; la tercera etapa de la variante 7A se hereda de la tercera etapa de la Gran Marcha 3B . (Tenga en cuenta que la variante 7A es similar a las variantes CZ-73X propuestas por primera vez en 2013; consulte la subsección anterior).
La doncella CZ-7A se lanzó el 16 de marzo de 2020 a las 13:34 UTC desde el Centro de lanzamiento de satélites de Wenchang en la isla de Hainan. Dos horas después del lanzamiento, fuentes de noticias estatales anunciaron que el vuelo terminó en falla; inicialmente no se indicaron las causas del fallo. Los preparativos de lanzamiento para el vuelo inaugural continuaron en las semanas previas al lanzamiento a pesar de las medidas tomadas para combatir la propagación del virus COVID-19 en China. Las investigaciones sobre la falla del vuelo inaugural pueden afectar o no a otras variantes del cohete Gran Marcha, dependiendo de la causa precisa de la falla del lanzamiento. [18]
El segundo CZ-7A se lanzó con éxito desde Wenchang el 11 de marzo de 2021. [19] El vehículo de lanzamiento llevó el satélite Shiyan-9 para probar nuevas tecnologías como el monitoreo ambiental espacial, según la Corporación de Ciencia y Tecnología Aeroespacial de China (CASC). [20]
Lista de lanzamientos
Número de vuelo | Fecha ( UTC ) | Variante | Sitio de lanzamiento | Plataforma superior | Carga útil | Orbita | Resultado | Notas | Referencias |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Y1 | 25 de junio de 2016 12:00 [12] | 7 | Wenchang , LC-2 | YZ-1A |
| LEÓN | Éxito | [21] [22] | |
Y2 | 20 de abril de 2017 11:41 [23] | 7 | Wenchang , LC-2 | Ninguno | Tianzhou 1 | LEÓN | Éxito | [24] [25] | |
7A-Y1 | 16 marzo 2020 13:34 | 7A | Wenchang , LC-2 | Ninguno | XJY-6-01 | GTO | Falla | [3] [26] [27] | |
7A-Y2 | 11 de marzo de 2021 17:51 | 7A | Wenchang , LC-2 | Ninguno | Shiyan-9 | GTO | Éxito | [20] [19] | |
Y3 | 29 de mayo de 2021 12:55 | 7 | Wenchang , LC-2 | Ninguno | Tianzhou 2 | LEÓN | Éxito | [28] |
Referencias
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