运载火箭简介
本文核心词：科普,火箭,航天
概念介绍：
基础概念
近地点（近点）：轨道距离地面最近的点。
远地点（远点）：轨道距离地面最远的点。
载荷：火箭实际运载的物品。北斗卫星，天问一号，空间站等，都是载荷。
助推器：一开始的火箭都是一根棍子，捆在棍子底下的那一些就是助推器。
芯级：除了助推器外的都是芯级。通常，称为芯一级，芯二级等。
倾角：某轨道与赤道所在平面的夹角。
轨道名称
常见的：
LEO：地球近地轨道。（我国为 200km*200km 轨道）
LEO/ISS：国际空间站所在轨道。
SSO：太阳同步轨道。（航天器轨道面转动角速度与地球公转角速度相同的轨道，大小由 300km*300km 到 1000km*1000km 不等）。多数农业卫星在此轨道运行。
MEO：中地球轨道。（大约在 SSO 之上，GEO 之下的都叫 MEO）。部分北斗卫星在此轨道运行。
GTO：地球同步转移轨道。（转移至地球静止轨道的中间轨道）。
GEO：地球静止轨道。（星下点（地标投影点）始终不变的轨道，为 42164km*42164km，倾角 0 度）。部分通信卫星在此轨道运行。
TLI：地月转移轨道。嫦娥五号将前往此轨道。
TMI：地火转移轨道。天问一号正处于此轨道。
不常见的：
SSTO：地球超同步转移轨道。（远地点在 42164km 之上的轨道）。实践二十号卫星被发射往此轨道。
IGSO：倾斜地球同步轨道。（42164km*42164km，倾角0）。三颗北斗组网卫星在此轨道运行。
火箭参数
成本、发动机数量、入轨精度：字面意思。
发射质量（起飞质量）：火箭发射时的总质量。
干质比：（某一部分的）起飞质量与分离时质量的比值。
（至某轨道的）运载能力：该型火箭把载荷发射到该轨道的最大质量。
（至某轨道的）运载比：该型火箭把载荷发射到该轨道的最大质量与发射质量的比值。
级数：火箭分级数量。详见火箭的发射一栏。
火箭的分类（按发射能力分，中国标准）：
小型运载火箭：LEO 2t 以下的火箭。
中型运载火箭：LEO 2t ~ 20t 的火箭。
大型运载火箭：LEO 20t ~ 100t 的火箭。
重型运载火箭：LEO100t 的火箭。
火箭的发射：
所有火箭的发射流程大同小异：以下是我国的长征五号的时序表：
摘自百度百科
程序转弯：火箭直挺挺地往上飞是很耗燃料的，因此程序转弯后火箭的姿态即将调整。
助推器分离：助推器与芯一级脱离了。
芯一级关机：火箭是分级的，及早将耗尽的燃料罐丢掉可以减轻火箭重量。先关机再分离能提高可靠性。（试想一下分离后的火箭还在燃烧）。
一二级分离：火箭丢掉第一个燃料罐（当然包括匹配的发动机，回收型火箭除外）。与此同时（有很短的时间差），二级发动机将点火。
二级一次点火：二级有二次点火能力，因此两次点火期间会经历 10min 左右的滑行段。
航天发动机基础知识
发动机的种类
化学发动机：
1. 液体发动机（液发）
通过氧化剂和还原剂发生猛烈反应快速喷出物质，由此获得一个向上的推力。我国的液体发动机均以 YF-XX 命名。目前主流的氧化剂/还原剂组合如下（后列出我国该型号的发动机型，加粗的为开发中）：
液氧/煤油（煤油机），YF-100，YF115， YF-130
液氧/液氢（氢氧机）：YF-75，YF-75D，YF-77， YF-79 ， YF-90
液氧/甲烷（尚未有成功发射型号，甲烷机）
四氧化二氮/偏二甲肼（也叫毒发）：YF-21B，YF-22B，YF-23B，YF-24D，YF-40
四氧化二氮/联肼（也是毒发）
当然也有非主流的：
过氧化氢/酒精
液氧/酒精
过氧化氢/液氢
硝酸- 27S/偏二甲肼
……
2. 固体发动机（固推）
常见的有 HTPB 等，都是一些我不会的化学式，就不列了。
物理发动机：
物理发动机的研制进展缓慢，目前得到应用的仅为离子喷气发动机（电推），且尚未成熟。未来，以可控核聚变为原理的发动机将会成为星际飞行的必备。
发动机的性能参数
海平面推力/真空推力：字面意思
比冲：简单理解为发动机喷出的物质的速度。该参数直接决定燃料耗费量。
混合比，循环方式，室压……：高级参数，不必理会。
各型发动机的优劣
毒发
优：研制难度低，燃料储存难度低。
劣：反应物有剧毒，比冲较低。
氢氧机：
优：比冲高（贼高）。
劣：研制难度大，难复用，燃料储存困难。
煤油机：
优/劣：略低于液氢的比冲，略低于固发的推力，略逊于甲烷机的回收能力。
甲烷机：
优：比煤油机好一点的比冲，比氢氧机更容易的存储，能有和煤油机相当的推力，容易在火星制备。
劣：比冲还是打不过氢氧机，并且未知数大。
固推：
优：推力大（能达到 10000N 级）。
劣：比冲低（贼低），成本贵。
中国航天发展史
赶命令时期
在 1958 年毛泽东提出要造人造卫星之后，中国进入赶工模式。长征一号应运而生。这种以 硝酸- 27S/偏二甲肼 为一二级推进剂，固发作为三级发动机的火箭明显不具备前瞻性。长征一号由 东风-4 导弹改造而成。高昂的价格，超低的运载比，让该型火箭在发射两次后就退役了。
对比：
长征一号：总质量 80t，LEO 300kg
快舟一号甲（较新款）：总质量 30t，LEO 300kg
长征一号
步入正轨
由 东风-5 改造而成的长征二号标志着中国第一个金字招牌诞生了。长征二号加长了它的第二级成为了长征二号丙，加了四个助推器变成了长征二号E（长二捆），增加了安全性边演变成了目前中国唯一的载人运载火箭——长征二号F。该系列全部使用 四氧化二氮/偏二甲肼 作为燃料，发射成本较低，作为我国的第一批主力运载火箭登上了历史舞台。
图为长征二号F
一代辉煌
由长征二号增加了第三级，并且使用新研发的 液氧/液氢 YF-73 发动机，变成了长征三号运载火箭。YF-73 很快被换成了更先进的 YF-75 发动机，名唤长征三号A。将长征三号A的第一级拉长，并且捆绑了四个助推器，根据不同轨道设计成了 长征三号B 和 长征三号C。值得注意的是，长征三号A，长征三号B，长征三号C 统称为长征三号甲系列运载火箭。
图为一次用于发射北斗卫星的长征三号B
由于长三甲系列优秀的高轨性能，它成为了目前我国发射次数最多的系列运载火箭（又称劳模）。
新的一代
毒发是个好东西，但毕竟是落后的东西。拥有更高比冲，更大推力的煤油机终将取代毒发。中国也意识到这个趋势，开始着手研发新一代运载火箭，即目前长征五号至长征八号系列。为此，国家研发了两款发动机：YF-100 煤油机以及 YF-77 氢氧机。配对上由 YF-75 继续改进的 YF-75D 的高空氢氧机，通过不断组合，形成了我国新一代运载火箭。
图为发射天问一号的长征五号遥四运载火箭
再起航！
对于蓬勃发展的航天事业，长征五号的运载能力已经不能满足要求。特别是载人航天领域，唯一的载人运载火箭长征二号F显然过于落后。于是，由 YF-100 改进的 YF-100K 煤油机作为主发动机的九二一运载火箭（圈内名称，目前官方名称为新一代载人运载火箭）正在加紧研发。据消息称，改型火箭预计在 2025 年左右首飞。
新一代载人火箭
另一个发展方向则是更重型的运载火箭——长征九号。为此，国家决定研发三款世界级发动机：YF-130 480t 级煤油机，YF-90 220t 级氢氧机，YF-79 25t 级氢氧鼓胀循环发动机（必须提一下循环方式了）。目前三款发动机 YF-130 进度最快，YF-90 其次，YF-79 似乎没什么头绪。2028 年的官方预计首飞时间可能要鸽了。
长征九号，指标运力：LEO 140t（180t?），LTO 50t
中国当今运载火箭简介
仅列出目前发射过的，排除退役的。
小型运载火箭：
长征十一号：LEO 700kg，700 km SSO 400kg
快舟一号甲：LEO 300kg，700 km SSO 200kg
长征六号：700km SSO 1t
捷龙一号：700km SSO 150kg
中型运载火箭：
低轨发射：
长征二号丙：LEO 4t，500km SSO 1.5t
长征二号丁：LEO 3.1t，700km SSO 1.3t
长征二号F：LEO 8.6t
长征四号乙：700km SSO 2.3t
长征四号丙：700km SSO 3t
高轨发射：
长征三号甲：GTO 2.65t
长征三号乙：GTO 5.5t
长征三号丙：GTO 3.8t
长征五号：GTO 14t
大型运载火箭：
低轨发射：长征五号 B：LEO 25t
高轨发射：长征五号：GTO 14t
// 以下型号仍未成熟
低轨发射：
长征七号：LEO 14t
高轨发射：
长征七号甲：GTO 7t（首飞失败）
注：长征五号系列继失利后已成功三次，故归于已成熟型号
当今世界外国的运载火箭简介
+ 美国
名义上，美国的火箭目前没有国产的。大部分发射任务由 ULA 和 SpaceX 接单。ULA 的代表作为阿特拉斯号运载火箭（宇宙神），SpaceX 的代表作则为猎鹰九号以及重型猎鹰。除重型猎鹰外，美国现役运载火箭的主要优势在于发射成本较低以及技术成熟度高。
猎鹰九号：
LEO 22.8t（未验证），GTO 8.3t
猎鹰九号为两级液体运载火箭。芯一级使用九台 梅林-1D（70t） 发动机，芯二级使用一台 梅林-1D真空板 发动机。猎鹰九号的芯一级可以回收。
重型猎鹰：
LEO 63.8t（未验证），GTO 26.7t（未验证），TMI 16.8t（未验证）
将猎鹰九号的芯一级复制两遍，形成 CBC 构型（Common Booster Core，即通用芯级构型），成功夺取了现役运载火箭低轨运力最强的皇冠。
德尔塔-4 Heavy 运载火箭：
LEO 28.8t，GTO 14.2t。
这款火箭也使用 CBC 构型，均为氢氧机，引起超高的比冲，德尔塔-4 Heavy 的高轨运力超强。
德尔塔-4 Heavy
+ 俄罗斯
继承了优秀的苏联遗产。拥有联盟号载人飞船和进步号货运火箭，均为国际空间站的常客。R-7系列运载火箭是目前发射次数最多的系列，达到了 1920 次（截止至 7.28）。另有大型毒发质子系列运载火箭。正在走向成熟的无毒安加拉号运载火箭和长五差不了多少。
质子-M 运载火箭：
LEO 24t，GTO 7.5t
毒发的集大成之作，全箭使用 四氧化二氮/偏二甲肼 作为燃料，是目前俄罗斯实际上运载能力最大的火箭。
放个图，让大家感受一下战斗民族的暴力美学：
+ 欧空局（法国）
欧空局基本上是法国在玩。主打火箭为阿里亚娜系列运载火箭。这玩意没有中国的好就对了（主观）。
阿丽亚娜 5 运载火箭
GTO 10t
第一级主引擎为氢氧机，捆绑两个固推。这种构型能在总体维持较高比冲和较大推力，未来美国的 SLS（太空发射系统）也将采用这种设计
+ 日本
日本有 H 系列运载火箭。日本的氢氧机比较先进，HII-B 为运送 鹳飞船 至国际空间站的专列。总体上讲日本航天处于慢热期（真的很慢）。
+ 印度、韩国、朝鲜
都让他们搞笑一会儿。
未来航天何去何从
方向一：商业航天
主要指旅游性质的。蓝色起源适合你。
方向二：火星移民
要是你对这个很感兴趣，赶快去 SpaceX 搞研发吧。全世界只有老马搞这个。
方向三：采矿
论采矿，没有人比印度人的 PPT 更懂。
注：关注航天，推荐关注微博 @林晓弈，以及关注 航天爱好者网(