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與長(zhǎng)征三號(hào)思路相似，長(zhǎng)征四號(hào)火箭也是在“長(zhǎng)征二號(hào)”的基礎(chǔ)上增加一個(gè)第三級(jí)形成的，一級(jí)和二級(jí)繼承了“長(zhǎng)征二號(hào)”和“長(zhǎng)征二號(hào)丙”成熟的技術(shù)，但與長(zhǎng)征三號(hào)不同的是，增加的火箭第三級(jí)使了與一、二級(jí)相同的常溫液體推進(jìn)劑（偏二甲肼/四氧化二氮），動(dòng)力為兩臺(tái)YF-40發(fā)動(dòng)機(jī)，可雙向擺動(dòng)。

YF-40發(fā)動(dòng)機(jī)

攻克大推力發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)難題  研制長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭

“長(zhǎng)征五號(hào)”早于1986年在“863計(jì)劃”支持下開展了前期的論證，但那時(shí)的中國(guó)航天工業(yè)還不具備生產(chǎn)大推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的能力，這意味著大推力火箭只能存在于概念中。不過，這種情況在90年代初發(fā)生了改變，當(dāng)時(shí)中國(guó)獲得了俄羅斯RD-120發(fā)動(dòng)機(jī)成品（可能還有設(shè)計(jì)文件），RD-120就采用了先進(jìn)的高壓補(bǔ)燃循環(huán)技術(shù)。

高壓補(bǔ)燃循環(huán)，預(yù)燃室中氧氣充足，排氣驅(qū)動(dòng)渦輪泵后，全部注入燃燒室

21世紀(jì)初，國(guó)內(nèi)開始研制兩種大推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)：基于RD-120技術(shù)的120噸推力液氧/煤油發(fā)動(dòng)機(jī)YF-100和50噸推力液氧/液氫發(fā)動(dòng)機(jī)YF-77。

實(shí)際上，YF-100和YF-77在研發(fā)的過程中都遭遇了重大挑戰(zhàn)，導(dǎo)致了長(zhǎng)征五號(hào)發(fā)展的重大延遲，中國(guó)航天業(yè)花了近20年的時(shí)間才消化完RD-120技術(shù)，并給出自己的設(shè)計(jì)。使中國(guó)成為既俄羅斯之后，成為世界上第二個(gè)掌握高壓補(bǔ)燃循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的國(guó)家。

YF-100發(fā)動(dòng)機(jī)，基于俄羅斯RD-120發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，采用液氧/煤油推進(jìn)劑，使用高壓補(bǔ)燃循環(huán)技術(shù)，長(zhǎng)征五號(hào)助推器動(dòng)力，半個(gè)世紀(jì)前，美國(guó)土星五號(hào)運(yùn)載火箭采用F-1發(fā)動(dòng)機(jī)，地面推力約690噸，相當(dāng)于5臺(tái)YF-100發(fā)動(dòng)機(jī)

YF-77火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，采用液氧/液氫推進(jìn)劑，YF-77火箭發(fā)動(dòng)機(jī)采用開式循環(huán)，預(yù)燃室產(chǎn)生的燃?xì)?，分別驅(qū)動(dòng)燃料泵和渦輪泵（這樣的設(shè)計(jì)是考慮到密封性問題，防止氫氣與氧氣接觸，產(chǎn)生爆炸），驅(qū)動(dòng)渦輪后的廢氣直接排到發(fā)動(dòng)機(jī)外面

中國(guó)航天科技集團(tuán)公司和國(guó)防科工委于2001年開始對(duì)下一代運(yùn)載火箭進(jìn)行初步研究，該計(jì)劃不只是發(fā)展一個(gè)新的運(yùn)載火箭，還包括對(duì)整個(gè)空間基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行廣泛的升級(jí)，在天津建造新的運(yùn)載火箭和宇宙飛船制造和測(cè)試工廠，在海南島建造一個(gè)新的發(fā)射場(chǎng)，并建造用于兩地轉(zhuǎn)運(yùn)火箭設(shè)備的海上運(yùn)輸船。

長(zhǎng)征五號(hào)的設(shè)計(jì)任務(wù)被分配給中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院（即中國(guó)航天科技集團(tuán)第一研究院），該火箭是一種全新的設(shè)計(jì)，采用了以前長(zhǎng)征火箭設(shè)計(jì)所沒有的一系列新技術(shù)，包括新的發(fā)動(dòng)機(jī)、數(shù)字飛行控制系統(tǒng)、新的焊接技術(shù)等。