闲听落花新书:我国长征系列运载火箭介绍

我国长征系列运载火箭介绍  

2009-09-03 21:46:07|  分类： 军事 |  标签： |字号大中小 订阅

我国长征系列运载火箭介绍

 最近国家有关部门正式批复长征六号运载火箭立项。同时，由中国航天科技集团公司八院承担的长征六号运载火箭的研制工作也正式启动，预计首发火箭将于2013年出厂。

 长征六号运载火箭系中国无毒无污染的新一代运载火箭，有许多新技术是在国内首次使用，研制难度很大。

 据悉，中航八院自2000年就组织科技人员开展了中国新一代运载火箭的总体方案论证和关键技术的攻关工作。2008年7月，中航集团公司作出决定，明确“长征六号”由八院总承研制。八院随即开始组建研制队伍，全面开展立项前各项协调、论证和策划工作。

 目前，中航八院已经完成了总体方案论证，确定了型号研制全过程的计划安排，明确了各系统负责人，基本确定了各分系统主要技术方案，正在深化关键技术攻关和关键单机的研制。近日，该院在相关会议上明确提出近期研制工作要点，要求研制部门加大技术攻关力度，确保研制质量，建立健全创新管理机制，争取早日完成研制任务。

 我国研制的长征系列火箭为我国航天事业发展立下了汗马功劳，为我国成为世界航天大国建立了举世功勋。

 下面介绍我国长征系列火箭及国外大推力火箭发展应用情况。

长征一号

    “长征一号”运载火箭是一种三级火箭，主要用于发射近地轨道小型有效载荷。火箭全长29.86米，最大直径2.25米，起飞重量81.6 吨,起飞推力112吨，能将 300千克重的卫星送入440 公里高的近地轨道。1970 年4月24日，“长征一号”运载火箭成功地将“东方红一号”卫星送入预定轨道，奠定了长征系列火箭发展的基础。该火箭已退役。   

长征二号系列

 “长征二号”火箭是一种两级火箭,全长31.17米，最大直径3.35米，起飞重量 190吨，能把1.8吨的卫星送入距地面数百公里的椭圆形轨道。1975年11月26日， “长征二号”火箭完成了中国第一颗返回式卫星的发射任务。

 “长征二号丙”火箭是在“长征二号”火箭基础上改进设计研制的，采用了大推力液体火箭发动机，箭长为35.15 米，近地轨道的运载能力增加到2.4吨，火箭的可靠性也大大提高。在“长征二号丙”火箭基础上研制的“长征二号丙”改进型火箭是一种三级火箭，箭长增加为43.027米。“长征二号丙”系列运载火箭自1982年9月首次成功发射以来，至今发射成功率为100%。1987年，“长征二号丙”火箭被授予“全国质量金质奖”。1999年，“长征二号丙”火箭被中国航天工业总公司授予“优质液体运载火箭”称号。

 “长征二号丁”火箭是一种两级火箭，全长38.3米，起飞重量232 吨。主要是在“长征二号” 火箭的基础上采取增加推进剂加注量和增大起飞推力的办法，使运载能力进一步提高。1992年8月首次发射，至今发射成功率为100%。

 “长征二号E”（长二捆）火箭是以加长型“长征二号丙”火箭为芯级，并在第一级周围捆绑四个液体助推器组成的低轨道两级液体推进剂火箭。火箭总长49.68米,直径3.35 米。每个液体助推器长为15.4米，直径2.25米，芯级最大直径4.2米。总起飞重量461吨，起飞推力600吨，能把 8.8吨至9.2吨的有效载荷送入近地轨道。

 “长征二号F”火箭是在“长征二号E”火箭的基础上，按照发射载人飞船的要求，以提高可靠性、确保安全性为目标研制的运载火箭。火箭由四个液体助推器、芯一级火箭、芯二级火箭、整流罩和逃逸塔组成，是目前我国所有运载火箭中起飞质量最大、长度最长的火箭。运载火箭有箭体结构、控制系统、动力装置、故障检测处理系统、逃逸系统、遥测系统、外测安全系统、推进剂利用系统、附加系统、地面设备等十个分系统，为兼顾卫星的发射，保留了有效载荷调姿定向系统的接口和安装位置。故障检测处理系统和逃逸系统是为确保航天员的安全而增加的，其作用是在飞船入轨前，监测运载火箭状态，若发生重大故障，使载有航天员的飞船安全地脱离危险区。长征二号F”运载火箭先后成功发射了神舟一号至神舟六号飞船，为我国成功实现载人航天飞行做出了历史性贡献。

 中国用于发射“神舟”系列飞船的“长征2号F”型运载火箭，起飞重量为460吨。目前该型火箭将继续发展改进型号。

长征三号系列

 “长征三号”运载火箭是三级火箭，其一、二级是在“长征二号丙”火箭的基础上研制的，其三子级采用了低温高能液氢液氧发动机。火箭全长44.86米，一、二级直径3.35米，三级直径2.25米,起飞重量204.88吨，地球同步转移轨道运载能力为1.6吨。“长征三号”火箭的成功发射，标志着中国运载火箭技术跨入世界先进行列，是中国运载火箭发展上的一个重要里程碑：它首次采用了液氢、液氧作火箭推进剂，首次实现火箭的多次启动，首次将有效载荷送入地球同步转移轨道。

 “长征三号甲”火箭是三级火箭，它继承了“长征三号”火箭的成熟技术，采用了新设计的液氢液氧三子级。火箭全长 52.52米，最大直径3.35 米，起飞质量240吨，主要发射地球同步转移轨道的有效载荷，也可以发射低轨道、极轨道或逃逸轨道的有效载荷。其地球同步转移轨道的运载能力为2.6吨。自1994年2月8日首次发射成功以来，至今发射成功率为100%。2007年6月被中国航天科技集团公司授予“金牌火箭”称号。

 “长征三号乙”火箭是在 “长征三号甲”和“长征二号E”火箭的基础上研制的三级大型液体捆绑式运载火箭，其芯级与“长征三号甲”火箭基本相同，一子级壳体捆绑4个标准液体助推器。火箭全长54.84米，起飞质量426吨，主要发射地球同步转移轨道的重型卫星，亦可进行轻型卫星的一箭多星发射或发射其它轨道的卫星。其地球同步转移轨道的运载能力为5.4吨。

 “长征三号丙 ”火箭是在 “长征三号乙”火箭的基础上， 减少了两个助推器并取消了助推器上的尾翼。火箭全长54.84米，起飞质量345吨，主要发射地球同步转移轨道的有效载荷，可以进行一箭多星发射或发射其它轨道的卫星。 其地球同步转移轨道的运载能力为3.8吨。

长征四号系列

“长征四号”系列运载火箭包括“长征四号甲”、“长征四号乙”、“长征四号丙”三种火箭。

“长征四号甲”火箭是三级火箭，一、二、三级均采用常规推进剂，主要用于发射太阳同步轨道卫星。火箭全长41.9米，最大直径3.35 米，起飞质量248.9吨，起飞推力约300吨。1988年9月首次发射，发射成功率为100%。

“长征四号乙”火箭是在“长征四号甲”火箭基础上发展的一种运载能力更大的运载火箭，主要用于发射太阳同步轨道卫星。火箭全长45.58米，最大直径3.35米，起飞质量249吨，起飞推力约300吨，900千米高度极轨的运载能力为1.45吨。1999年5月首次发射，至今发射成功率为100%。

“长征四号丙”火箭是在“长征四号乙”火箭的基础上，三级发动机采用二次启动技术，大幅提高了有效载荷的运载能力。

长征五号系列

  新一代运载火箭是我国研制的大型、系列化运载火箭，将逐步完成现有运载火箭的更新换代，大幅度提升我国运载火箭的航天运输能力，基本满足我国未来20~30年航天器发射的需求。根据“高可靠、低成本、无毒、无污染、适应性强、安全性好”的目标，新一代运载火箭的研制工作将坚持“通用化、组合化、系列化”的设计思想，采用液氢、液氧、煤油等无毒、无污染推进剂，按照“三个模块、两种发动机、一个系列”的发展路线，统筹规划、分步实施。

A、两种发动机：

· 50吨氢氧发动机（YF-7)    ·120吨液氧煤油发动机（YF-100） 

B、三个模块：

5m直径模块  

·使用液氢液氧和两台50吨氢氧发动机
·相应的增压输送系统
·新型伺服机构
·芯级模块

3.35m直径模块 

·使用液氧煤油和两台120吨液氧煤油发动机
·相应的增压输送系统
·新型伺服机构
·助推器模块 

2.25m直径模块 

C、一个系列

 “一个系列”是指采用模块化组合的思想，利用上述三个模块，构成芯级直径为5米的新一代大型运载火箭系列；在此基础上，可根据需要发展出新一代中型和小型运载火箭系列。

 新一代运载火箭为带助推器的两级液体运载火箭。全箭总长60.5m，起飞重量675吨，起飞推力835吨。整流罩直径5.2m，对于典型GTO（200*36000km、轨道倾角190º），基本型火箭运载能力为10吨，综合性能指标达到国际上主流运载火箭水平。新一代运载火箭的低轨运载能力覆盖1500~25000千克，可以完成近地轨道卫星、地球同步转移轨道卫星、太阳同步轨道卫星、空间站和月球探测器等各类航天器的发射任务。

 中国新一代运载火箭“长征五号”等，目前研制进展都“非常顺利”，同时，重型和巨型运载火箭的研制也均列入到该院发展规划之中。

 俗称“大火箭”的中国新一代大推力、无毒、无污染运载火箭“长征五号”目标在二0一四年首飞。新一代运载火箭目前研制进展同样非常顺利，在天津的新一代运载火箭产业化基地建设正按计划稳步推进，这也为新一代运载火箭“长征五号”研制创造良好条件，并赢得了时间。他表示，新一代运载火箭二0一四年在海南航天发射场实现首飞后，将在运载火箭技术领域，推动中国与航天强国“比翼齐飞”。

 随着宇航事业的不断发展和开展深空探测的运载需求，中国未来也要研制起飞推力超过一千吨的重型运载火箭，以及起飞推力更大的巨型运载火箭，目前，重型、巨型火箭已列入中国运载火箭技术发展路线图。

 中国长征-5号火箭在能力上与美国和俄罗斯的火箭技术还有不小的距离。图为美国60年代研制的“土星-5”号运载火箭，起飞质量3038吨，具备将118吨载荷送入近地轨道、47吨载荷送入月球轨道的能力。相比之下，中国发射神舟飞船的长征二号F型火箭起飞质量479.7吨，近地轨道运载能力7.6吨。为达成载人登月的目标，必须发展起飞总重达1500吨以上的巨型火箭。  

 目前中国研制中的长征5号大推力运载火箭的同步轨道发射能力将超过12吨。

国外大推力火箭介绍

 美国历史上最大的运载火箭“土星五号”，专门用于载人登月，此后再也没有其他火箭在吨位上超越它。下图为土星五号（左5——载人登月状态，左7——发射天空实验室状态）、苏联未研制成功的N-1火箭（左6），与航天飞机（右1）及其他运载火箭的对比图。  

  图为美国60年代研制的“土星-5”号运载火箭，起飞质量3038吨，具备将118吨载荷送入轨道、47吨载荷送入月球轨道的能力。

 前苏联1960年代准备用于载人登月的N-1运载火箭吨位达到2700吨，但多次试验都遭到失败，最终未能实现载人登月。 

 目前欧洲最大的“阿丽亚娜5号”运载火箭起飞重量为770吨，与美苏的巨型登月火箭仍有较大差距。中国长征-5号重型运载火箭技术水准将与之相当。

 前苏联用于运送“暴风雪”航天飞机的“能源”号运载火箭，起飞重量达2400吨，但目前和“暴风雪”号一起都已退出历史。 

印度的GSLV运载火箭，起飞重量约400吨。

  俄罗斯目前用于发射“联盟”飞船的“联盟号”运载火箭，起飞重量在310吨左右。 

俄罗斯目前现役最大的运载火箭“质子号”，起飞重量达690吨左右。