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长征一号运载火箭

2015-04-08 17:01 编辑:admin 点击:
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核心提示: 1970年4月24日,“长征”一号火箭升空,这是我国长征系列火箭的首次发射,伴随太空中传来的“东方红”乐曲,我国航天活动的序幕就此拉开。中国于1965年下半年开始研
1970年4月24日,“长征”一号火箭升空,这是我国长征系列火箭的首次发射,伴随太空中传来的“东方红”乐曲,我国航天活动的序幕就此拉开。中国于1965年下半年开始研制第一枚国产的航天火箭,目标将中国的第一颗人造卫星,东方红一号,注入近地轨道,使中国跻身于世界航天大国的行列。结果是在东风三号中程弹道导弹的基础上研制的长征一号运载火箭。

  

  新研制的航天火箭为中国国产的首枚三级火箭。火箭的一、二级采用二级改进型的东风三号中程弹道导弹,第三级使用新投入生产的GF-02固体火箭发动机。

  1970年4月24日,将中国第一颗人造地球卫星,东方红一号成功送入太空。该火箭共进行四次卫星发射,三成一败,成功率达75%,其他三次发射时间为1969年、1970年和1971年。

  

  长征一号1970年和1971年的顺利发射给中国的航天技术人员增添了信心,1971年成功发射新研制的东风五号洲际弹道导弹。在东风五号洲际弹道导弹的基础上又生产出风暴一号航天火箭、长征二号系列火箭、长征三号系列火箭和长征四号系列火箭。这三个系列将成为中国航天工程的骨干运载火箭,而长征一号系列火箭的研究与发展工作被搁置,直至1980年代才开始研讨长征一号的改进型号。

  长征一号马杰(简作长一马,CZ-1M;亦可视作长征一号乙、长一乙,CZ-1B)是长征一号的第一个改进方案。方案提出使用意造马杰火箭的第三级意丽丝固体火箭发动机来替换国产的第三级GF-02固体火箭发动机。火箭的一、二级没有更变。但当时因缺乏资金所以没有向意大利购买马杰火箭的第三级,长一马也没有投入生产。

  第二个改进方案,长征一号丙(简作长一丙,CZ-1C)也没有投入生产。第一、二级使用长征一号的发动机,保留不变,而第三级使用更先进的四氧化二氮偏二甲肼固体燃料,使火箭的近地运载能力提高到半吨。1984年首次成功测试第三级发动机,但因种种原因,中国运载火箭技术研究院于1988年取消了长一丙工程。

  1990年代初,中国运载火箭技术研究院再次把长征一号的改进课题搬到了研讨桌上,提出了长征一号丁(简作长一丁,CZ-1D)。方案中提到将长一丙工程的硕果,新研制的四氧化二氮偏二甲肼固体第三级发动机,作为长一丁的第二级。第一、三级保留不变。1995年首发成功,2002年最后发射。虽然长一丁有740千克的近地能力和440千克的地同步能力,但因长一丁的几次任务均为亚轨任务,所以还不能算作航天火箭任务。截至现在尚未进行外太空的航天运载任务。

  如今已是古稀老人的茹家欣回忆道:“‘长征’一号运载火箭是在某型号导弹的基础上研制的。此型号和‘长征’一号在研制过程中并没有严格地分开。‘长征’一号火箭的一、二级就是这型号导弹,如果此型号导弹研制成功,就相当于‘长征’一号的前两级成功了。”

  说起来简单,但当时研究人员需要解决一系列技术问题。首先是级间分离技术。经过研究,最终决定使用热分离的方法来完成这一工作。即二级火箭发动机在一级发动机熄火前零点几秒提前发动,通过二级发动机产生的喷焰将一级火箭“喷”出去,实现分离。这一技术经过四次飞行试验后终获成功。另外,相比火箭一级发动机,火箭二级延长了发动机的喷管,使喷口加大。

  导弹实验成功,标志着“长征”一号的一级、二级火箭已准备就绪。但弹道导弹毕竟不同于运载火箭。弹道导弹只注重速度,速度越高,射程越远。但火箭不仅要求速度,还要求高度。高度不足,卫星运动阻力就大,导致其很快减速。如果高度在100公里以下,大气阻力很快会使卫星坠落,而高度在150公里以下,卫星的寿命也只有五六天。因此对于发射卫星来说,高度至少在180公里以上。

  “东方红”一号是我国发射的第一颗卫星,当时控制技术还不是很成熟,偏差较大,因此设计轨道时高度选在300公里以上。“此时如果偏低几十公里,高度就接近200公里了。如果设计高度是200公里,再偏低几十公里,实际高度可能只有100公里,就有掉下来的风险。”茹家欣说。

  因此,为了达到设计高度,必须在导弹的基础上,再加一个三级火箭。当时为了抢时间,没有采用相对复杂的液体发动机,使用的是技术比较成熟的固体燃料发动机。这样,当二级火箭点火后,速度已经达到6000米/秒左右,关机后仍可依靠惯性继续飞行,当达到预定高度后,三级火箭点火加速,将卫星送入轨道。

  “长征”一号首发,便成功将“东方红”一号卫星送入轨道,从此揭开我国航天活动的序幕。后来,“长征”一号又进行了第二次发射,成功将“实践一号”试验卫星送入轨道。至此,“长征”一号的两次发射均获成功。
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