当前位置:首页 > 阅读 > 

梦的开始 长征一号运载火箭

梦的开始 长征一号运载火箭

梦的开始 长征一号运载火箭

1957年10月4日,苏联拜科努尔,随着声声巨响,卫星号火箭拖着烈焰的长尾,升入空中。

不久,苏联便向全世界宣布:苏联成功发射了第一颗人造卫星。

七个月后的八大二次会议上,毛氏指出:“苏联人造卫星上天,我们也要搞人造卫星……要搞就搞个大一点。”

1958年,中国许多科学家认为我国必须要搞火箭及人造卫星,而且我们也有这个实力。故不久就开始了两弹一星中的“一星”计划,即581工作。

看过笔者关于“东风战斗机”的人应该知道这一时期的“厉害”,火箭工作也遭受了影响,没有制造火箭的先例,甚至连导弹制造起来都是磕磕绊绊,却有人想要用高性能火箭,打重型卫星。这一阶段,邓氏、钱学森的头脑非常清醒,认为应该一步一步来,把研制运载火箭的任务先搁置下来,率先搞探空火箭,就当作试水。

1960年2月19日,在上海市郊南汇县老港镇一片空旷的沙滩上,我国首枚液体燃料探空火箭——探空七号模型完成起飞,取得圆满成功。同年5月的上海新技术展览会上,毛氏参观了探空七号火箭,说到:“应该8公里、20公里、200公里地搞上去。”

这一时期,我国已经具备了制造运载火箭的能力,钱学森、赵九章等建议加速我国空间技术的发展。

钱学森指出:自苏联1957年10月4日发射第一颗人造卫星以来,中国科学院和国防部五院一直在研究这些新技术。现在,弹道导弹已有一定基础,中远程火箭能够发射一定重量的卫星,计划中的远程火箭发射人造卫星的能力更大,因此要早日列人国家计划,促其发展。”【1】

采取了钱学森的,1965年4月29日,当时的国防科委向中央报告,建议在1970年至1971年发射我国第一颗人造卫星。1966年5月,国防科委、中国科学院和七机部的负责人罗舜初、张劲夫、王秉璋、钱学森等同意将我国的第一颗人造卫星命名为“东方红一号”,将运载火箭命名为“长征一号”,计划1970年发射。【1】

从1966年11月开始,长征一号运载火箭开始进入研制阶段。

长征一号火箭是在我国在原有的二级火箭(导弹)上加以改装并增加一级所制造的一种三级运载火箭。为了满足卫星发射的需要,保证各类卫星的发射,长征一号采用了许多新的设计方案,因此在研制过程中出现了一些麻烦,如发动机高空点火和高空性能模拟试验技术,火箭级间连接和分离技术,火箭的姿态控制技术等。火箭的研制中遭到许多困难和挫折,包括二级发动机的设计制造等,对此,长征一号实行设计、工艺人员和工人实行“三结合”攻关,采用爆炸成型、化学铣切、真空电子束焊等多种新工艺,攻克了这些难关,二级发动机也于1966年11月完成首次试车。

1969年,长征一号的研制进行到一个重要阶段,周氏对此十分重视,为解决发动机的试车工作及火箭的顺利制造,周氏亲自讲话支持研制人员,并指示必须严格把关,不能有丝毫差错,想方设法地使得制造过程畅通无阻,因此火箭二级、三级发动机之后的试车工作都圆满完成。

在长征一号的研制过程中,探空七号负责了验证的工作,先后进行了生物火箭及试验火箭的任务,特别是试验火箭,拥有三级发动机,于1968年发射两次,最大高度311千米,测试了应用在长征一号的一些设备,为长征一号的成功发射打好基础。

1970年3月26日,运载长征一号火箭和东方红一号的专列出发,运往酒泉发射中心,4月1日到达目的地,整个过程是保密且戒备森严的。

4月24日,火箭各部分都运送到酒泉发射中心,火箭完成组装,开始加注燃料,然而在一次加注过程中,却发生了漏液现象,战士们不顾个人安危,紧紧搂住漏液的地方,直到更新了新的加注连接器。

1970年4月24日21时35分,随着杨桓点火口令的下达,操纵员胡市祥按下点火按钮,长征一号火箭在繁星的陪伴下起飞。

0秒火箭起飞

18秒一级飞行程序转弯

140秒一二级分离

161秒抛整流罩

240秒二级发动机关机,开始滑行

270秒滑行段程序转弯开始

404秒滑行段程序转弯结束

513秒二三级分离

516秒起旋火箭点火

520秒三子级固体火箭发动机点火

579秒星箭分离【2】

整个过程行云流水,十分顺利,取得了完全胜利,东方红一号卫星工作正常,国家广播事业局也收到了东方红乐曲。至此,中国成为苏、美、法、日,后的第五个独立研制和发射卫星的国家。

4月24日这,许多天出生的婴儿,不约而同地有这样个名字——“卫星”当时,我国对卫星飞经各国首都上空的时间进行了预报,以便各国观测,在国际上引起强烈反响。【3】

对于中国来说,东方红一号只不过是开胃菜而已,而长征一号,也绝不是为了满足人们的虚荣心,为达成任务而搞出来的临时产物,而是中国在七十到八十年代的一款主力运载火箭。在研制东方红一号卫星的同时,我国着手研制实践一号卫星。这个卫星和东方红一号长的差不多,但实用性更强,负责对高空环境参数的测量和对卫星基本系统的考验。该卫星于1971年3月发射成功,原计划寿命一年,实际上工作了8年,要不是因为轨道寿命结束,这个卫星还能再工作很长时间。

之后,长征一号火箭退役,其任务由长征2号、长征1号D和暴风火箭接替。

性能

长征一号由结构系统、推进系统、制导和控制系统、跟踪遥测系统、自毁系统和电源配电系统等部分组成,总体布局分为三级,采取串联布局,从箭尾至箭顶依次为一子级、二子级和整流罩(内含三子级)

各级结构

一子级结构

一子级结构包括“壳体—杆系”级间段、氧化剂贮箱箱间段、燃料箱及其后过渡段、尾段。

氧化剂箱:长7.5m,直径2.25m,容积27.7m³,箱体为LF6-M防锈铝合金焊接的承压容器。贮箱侧壁装有防晃板燃料箱,其侧壁为化铣壁板焊成的圆筒壳

箱间段、燃料箱后过渡段、尾段均为半硬壳结构,材料都是LY12硬铝合金。

级间段总高1.6m,上部筒壳是LY12半硬壳结构。下部杆系由16根合金钢管焊成。一、二子级分离时,二子级发动机的燃气从杆系中排出。为保护一子级氧化剂贮箱不被烧穿,贮箱前底外装有玻璃钢防热套。

二子级结构

二子级结构包括仅器舱贮箱和尾段。

仪器舱:总高1.75m,锥形半硬壳结构。距下端面0.2m处设有一横梁,支持惯性仪座。大部分仪器悬挂在舱壁上。为方便检查、更换舱内的仪器设备,全舱开有两排,共六个仪器舱。

贮箱:总长3.5m,共底结构。共底上部贮箱是燃料箱,下部贮箱是氧箱。下贮箱后底是半锥角48°的模锻底。其中央开有人孔,输送管从此孔口盖中央引出。锥形底下端固定二子级液体火箭发动机,承受294.2KN的发动机推力。燃料输送管沿氧化剂箱外壁进入贮箱后过渡段并进入发动口。两个贮箱的推进剂出口处都装有漩涡消除器,贮箱侧璧装有防晃板。贮箱材料为L防锈铝合金。贮箱后过渡段为高0.8m的半硬壳结构。壳内安装10个钛合金气瓶贮存高气尾段高1.9m。它是由八根大梁和桁条构成的加筋壳体。大梁下端是连接级间爆炸的接头。尾段下部装着舵圈,其上安装四组舵机和燃气舵。

三子级结构

子级结构由仪器支架和转接锥组成。

仪器支架:高0.49m,底部直径0.77m。上部是杆系,杆顶装有卫星弹射器,弹射器由镀金内壳、外壳、压缩弹簧、爆炸螺栓四部分组成。爆炸螺栓解锁后,压缩弹簧将镀金内壳和卫星一起弹出,实现星箭分离。

转接锥:高0.29m,半锥角45°。半硬壳结构。锥体上端框与三子级固体火箭发动机连接,下端框与二子级仪器舱前端框相连。转接锥在火箭一、二级飞行时支承第三级火箭。

整流罩:由两个半罩扣合而成,长4.565m。

各级发动机

一子级火箭的发动机组由并联总装在一个机架上的4台独立工作的单台液体火箭发动机组成,每台单机自成独立系统。

YF2发动机由并联总装在一个机架上的四台独立工作的YF-1单机组成,每台YF-1机自成独立系统。发动机采用“偏二甲肼+硝酸27S”自燃推进剂。海平面推力1020kN。推进剂总流量434.4kg/s,混合比2.46,工作间约140s,全机质量1180kg,采用泵压式输送系统,氮气增压。

二子级火箭的发动机是在一子级的火箭发动机单机基础上设计的YF3高空发动机。

真空推力320.2kN(改进后),工作时间102秒,发动机质量350KGZ。

三子级采用固体火箭发动机,工作时火箭旋转角速度180转/分,采用聚硫橡胶推进剂。

采用FG-02固体火箭发动机,发动机总长4.0m,总质量2056KG。真空总冲约4440kN·s,真空平均比冲约2472N·s/kg,工作时间约40s。工作时旋转角速度180r/min。

发动机采用聚硫橡胶推进剂。壳体由高强度合金钢焊接而成,壳璧厚2.5mm,内绝热层为石棉酚醛。在圆管形药柱外包覆了丁腈橡胶。

发动机采用固定式单喷管,由高硅氧酚醛玻璃钢制造,喉衬材料为石墨。

发动机用小火箭式点火器点火,点火药系速燃的聚硫推进剂。

制导控制

长征一号飞行分为第一、二级动力飞行、第二级滑行和第三级加速飞行三个阶段。除第三级加速的火箭自旋稳定,箭上仅靠时间指令装置控制外,其余都由装在二子级火箭上的全惯性控制系统控制。

遥测跟踪

长征一号二子级火箭上装有一套遥测系统和一套跟踪系统。三子级上装一套简化的遥测和跟踪系统。【4】

自毁系统

分延时自毁和姿态失稳自毁,其系统较为精良完善,若出现故障无法自毁,还可以接受地面指令炸毁,不过这个功能在长征一号中并没有用过。

长征一号火箭无疑给中国航天开了个好头,也为之后的火箭研制做好了铺垫,中国的航天梦,就此正式开始。

参考资料

【1】天穹神箭——长征火箭开辟通天之路

【2】“东方红一号”解密 胡文媛

【2】中国太空长征的先驱:长征一号运载火箭(兴南)

【4】世界航天运载器大全

【5】遨翔太空银波长系——记我国长寿命试验卫星“实践一号” 陈宜元

以上就是(梦的开始 长征一号运载火箭)全部内容,收藏起来下次访问不迷路!