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在长征五号火箭研制之前，中国长征系列运载火箭一直在现有技术的基础上进行改进。 核心部件火箭发动机推力没有实质性提高，要增大火箭推力和射程只能加装助推器和火箭级数。 旧火箭使用有毒的四氧化氮和二甲基肼推进剂，剧毒污染环境。 为了全面提高中国运载火箭的整体水平和能力，中国急需大推力、高可靠性、低成本、无毒、无污染的运载火箭。 新火箭还需要模块化设计，每个模块可以组装成不同推力的火箭。 长征五号火箭就是在这样的背景下研制的。 自上世纪70年代老式火箭“长征三四号”推力性能不再有本质提高以来，中国一直依靠“长征二号、长征三号、长征四号”运载火箭及其改进型完成大部分轨道发射任务。 追溯技术源头，这三型火箭都来源于1971年首次飞行的东风5号洲际弹道导弹( 2级液体火箭)。
“长征三号”运载火箭在“长征二号”运载火箭基础上研制，关键技术在火箭三级(高级)。 第三级火箭首次采用低温液氧/液氢推进剂，液氧沸点温度低至-183，液氢沸点温度低至-253，在这样低的温度下还需要克服许多难题。 该火箭的第一级搭载有4台YF-21发动机，第二级是一台YF-24发动机(即，YF-22主发动机四燃烧室YF-23游动发动机)，这种火箭的第一、二级设计与长征二号类似长征三号运载火箭三级使用的YF-73氢氧化物发动机，由一台涡轮泵和4个独立的推力室并联组成，4个推力室位于同一圆周上，呈“十”字形安装在发动机机架上，分别
长征三号三级YF-73发动机
YF-73发动机结构图，采用开启循环，4个燃烧室推进剂由1台涡轮泵驱动
作为发射地球同步轨道卫星的后备火箭，上海航天局从1974年开始用10年时间研制成功了“长征四号甲”和“长征四号乙”运载火箭。 与长征三号的构想相似。 长征四号火箭也是在“长征二号”上增加一个第三级形成的。 一级和二级继承了“长征二号”和“长征二号丙”成熟的技术，但与长征三号不同，增加的火箭第三级使用的是与一、二级相同的常温液体推进剂(异烟肼/四氧化二氮)，动力为两台
YF-40发动机
克服大推力发动机技术难题研制长征五号运载火箭“长征五号”早在1983年就在“863计划”的支持下展开了前期论证，但当时的中国航天工业还不具备生产大推力火箭发动机的能力，这是大推力火箭只能存在于概念中但是，这种情况在90年代初发生了变化。 当时中国获得了俄罗斯RD-120发动机的成品，RD-120采用了先进的高压补燃循环技术。
高压补燃循环，预燃室氧气充足，废气驱动涡轮泵后全部注入燃烧室
21世纪初，国内开始研制基于RD-120技术的120吨推力液氧/煤油发动机YF-100和50吨推力液氧/液氢发动机YF-77两种大推力火箭发动机。 事实上，YF-100和YF-77在研制过程中遇到了重大挑战，导致长征五号发展的严重滞后。 中国航天工业消化了RD-120技术，花了将近20年时间做出了自己的设计。 中国成为俄罗斯后，成为世界上第二个掌握高压补燃循环发动机技术的国家。
中国航天科技集团公司和国防科工委于2001年开始了新一代运载火箭的初步研究。 该计划不仅发展新的运载火箭，还包括广泛升级整个空间基础设施，在天津建设新的运载火箭和宇宙飞船制造和测试工厂，在海南岛建设新的发射场，建造用于运载火箭设备的海运船。 长征五号的设计任务分配给了中国运载火箭技术研究院(即中国航天科技集团第一研究院)，该火箭是一种新的设计，采用了一系列长征火箭设计中没有的新技术，包括新引擎、数字飞行控制系统、新的焊接技术等。 长征五号系列进行模块化设计，由直径5米、3.35米、2.25米三大模块组成。 其中5米模块包括两台50吨级YF-77发动机(芯一级)或9吨级YF-75D发动机(芯二级) )，3.35米模块包括两台120吨级YF-100发动机，2.25米模块
模块化设计的优点是，根据需要，可以将不同的模块组装成不同推力的火箭，执行不同的任务。 例如，长征五号运载火箭系列中最强的型号是搭载两个5米模块主助推器，四个3.35米模块助推器。 历经多次封锁的长征五号再次在海南文昌长征五号上作为中国新一代大运载火箭发射系统屹立，与欧洲阿丽亚娜5型( Ariane 5)和美国AiV型( Ariane 5)大火箭的性能并驾齐驱。 该型运载火箭的设计目的主要是将商业卫星、空间站模块和深空探测器送入轨道。 2016年11月3日，长征五号遥一运载火箭搭载实践十七号卫星，在海南文昌成功发射，虽然发射中二级故障提前关闭，但上段通过延长燃烧时间成功将卫星送入预定轨道。 火箭采用“远征2号”的上段，其动力为两台YF-50D发动机，推进剂为四氧化氮和异金。 此次，采用了2台50吨级氢发动机和4台助推器分别由2台120吨级液氧煤油发动机组合起飞的方案，10台发动机同时点火，起飞推力达到1060吨。 土星5号近3000吨的起飞推力，还有一定的差距。
长征五号底部发动机布局
2017年7月2日，长征五号遥二运载火箭搭载实践十八号卫星，因一级故障发射失败。 公开资料显示，发射失败的原因是两台YF-77芯一级液氢液氧发动机中有一台发生异常。 此前，天津航天长征火箭制造有限公司总经理陶钢在接受记者采访时表示，通过对故障的定位、分析，已查明原因，并采取了有效措施。 如今，长征五号遥三火箭又屹立在海南文昌发射场，已经做好了择机发射的准备。 支持“长征9号”载人登月的500吨级发动机研制工作，国内已经意识到大推力火箭发动机研制滞后，除了确保“长征5号”计划顺利进行外，还将研制一台推力达500吨的液氧煤油机和一台推力为200吨的氢氧机这两型发动机是负责中国载人登月火星探测的“长征9号”重型运载火箭主力发动机。
今年3月，中国航天科技集团六院研制的500吨液氧煤油发动机燃气发生器-涡轮泵联动试验成功。 目前，世界上只有两种500吨级以上的液体火箭发动机。 一个是美国F-1火箭发动机，这是美国阿波罗登月的土星5号运载火箭的核心一级动力。 另一种是俄罗斯的RD-170，这是迄今为止推力最大的火箭发动机，最大推力达840吨，但包括4个燃烧室。 去年11月，在珠海航展上，俄罗斯动力机械科研生产共同体展示了RD-180火箭发动机( RD-170的燃烧室减半)。 该公司总经理伊戈尔阿尔布佐夫在接受记者采访时表示，希望中国能引进RD-180发动机。 因为RD-180的推力可以达到400吨，满足目前载人登月任务的需要。
RD-180发动机，双燃烧室
冷战结束后，由于美国航天部门预算大幅削减，需要性能稳定、价格低廉的火箭发动机，俄罗斯的RD-180发动机成为美国航天部门的采购对象。 2018年1月，据Ars Technica (报道美国技术新闻深度的网站)报道，自2014年克里米亚危机以来，美国国会一直向本国航空航天工业施压，要求其停止使用俄罗斯制造的火箭发动机。 一些议员要求联合发射联盟公司停止用“宇宙神V号”运载火箭使用俄罗斯制造的RD-180发动机。 联合发射联盟公司计划在下一个十年初期转向使用美国国产发动机，采用其他已经飞行或即将上线的美国火箭，俄制RD-180发动机的制造商正在寻求另一个市场。 Ars Technica表示，中国对该发动机感兴趣，但希望得到生产技术的许可，而不是购买成品发动机。 美国开始取消RD-180发动机，俄罗斯开始与中国商谈火箭发动机领域的合作。 但随着中国开发自己的500吨级火箭发动机，这可能意味着中国不需要引进俄罗斯的RD-180。 结束语从1990年到2010年，我国把有限的航天资金集中在载人航天(神舟和天宫系列)和月球探测工程项目上，具体到运载火箭分系统的研制，主要进行长征二号、三号液体火箭的改进，推力性能为了全面提高中国火箭的整体性能，经过多年的技术攻关，长征五号运载火箭动力YF-100、YF-77大推力发动机已经研制成功。 如今，克服了以往发射失败的长征五号，再次屹立于海南文昌选机发射。 但长征5号并不是中国航天的终点，更强大的长征9号大运载火箭搭载“载人登月”梦想，离我们也不远了。
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