我国的运载火箭共有几个系列
我国的运载火箭目前只有“长征”一个系列。长征系列火箭共有12种不同类型的运载火箭,能发射近地轨道、地球静止轨道和太阳同步轨道的卫星。
长征系列火箭简介:中国自1956年开始展开现代火箭的研制工作。在1970年4月24日,长征1号运载火箭诞生,中国航天技术迈出了重要的一步。长征系列火箭已经走向世界,享誉全球,在国际发射市场占有重要一席。
中国长征系列火箭发射记录
发射序号 运载火箭 发射日期 卫星 任务 发射基地 结果 备 注
1 CZ-1 F-01 19700424 东方红一号 LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 播送东方红乐曲
2 CZ-1 F-02 19710303 实践一号 LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 运行8年多
3 CZ-2 F-01 19741105 返回式科学试验卫星(尖兵1号) LEO 甘肃酒泉(JSLC) 失败 光学侦察卫星
4 CZ-2C F-01 19751126 第1颗返回式卫星(尖兵1号) LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 光学侦察卫星,运行3天后返回
5 CZ-2C F-02 19761207 第2颗返回式卫星(尖兵1号) LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 光学侦察卫星,运行3天后返回
6 CZ-2C F-03 19780126 第3颗返回式卫星(尖兵1号) LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 光学侦察卫星,运行3天后返回
7 CZ-2C F-04 19820909 第4颗返回式卫星(尖兵1号) LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 光学侦察卫星,运行5天后返回
8 CZ-2C F-05 19830819 第5颗返回式卫星(尖兵1号) LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 光学侦察卫星,运行5天后返回
9 CZ-3 F-01 19840129 东方红二号实验通信卫星 GTO 四川西昌(XSLC) 失败 发射成功,星未入轨
10 CZ-3 F-02 19840408 东方红二号实验通信卫星 GTO 四川西昌(XSLC) 成功 定点东径125°上空
11 CZ-2C F-06 19840912 第6颗返回式卫星(尖兵1号) LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 光学侦察卫星,运行5天后返回
12 CZ-2C F-07 19851021 第7颗返回式卫星(尖兵1号) LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 光学侦察卫星,运行5天后返回
13 CZ-3 F-03 19860201 东方红二号甲实验通信卫星 GTO 四川西昌(XSLC) 成功 定点东径103°上空
14 CZ-2C F-08 19861006 第8颗返回式卫星(尖兵1号) LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 光学侦察卫星,运行5天后返回
15 CZ-2C F-09 19870805 返回式卫星(搭载法国微重力实验装置) LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 光学侦察卫星,运行5天后返回
16 CZ-2C F-10 19870909 第10颗返回式卫星(尖兵1号A) LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 光学侦察卫星,运行8天后返回
17 CZ-3 F-04 19880307 东方红二号甲通信卫星(中星1号) GTO 四川西昌(XSLC) 成功 定点东径875°上空
18 CZ-2C F-11 19880805 返回式卫星(搭载德国微重力实验装置) LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 光学侦察卫星,运行8天后返回
19 CZ-4 F-01 19880907 风云一号极轨气象卫星 SSO 山西太原(TSLC) 成功
20 CZ-3 F-05 19881222 东方红二号甲通信卫星(中星2号) GTO 四川西昌(XSLC) 成功 定点东径1105°上空
21 CZ-3 F-06 19900204 东方红二号甲通信卫星(中星3号) GTO 四川西昌(XSLC) 成功 定点东径98°上空
22 CZ-3 F-07 19900407 亚洲1号通信卫星(美国休斯公司) GTO 四川西昌(XSLC) 成功 外星1
23 CZ-2E F-01 19900716 巴基斯坦科学实验卫星/澳星模拟星 LEO 四川西昌(XSLC) 成功 一箭双星。外星2,外星3
24 CZ-4 F-02 19900903 风云一号B/大气1号甲/乙(气球卫星) SSO 山西太原(TSLC) 成功 一箭三星
25 CZ-2C F-12 19901005 第12颗返回式卫星(尖兵1号A) LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 光学侦察卫星,运行8天后返回
26 CZ-3 F-08 19911228 东方红二号甲通信卫星(中星4号) GTO 四川西昌(XSLC) 失败 发射成功,星未入轨
27 CZ-2D F-01 19920809 第13颗返回式卫星(尖兵1号B) LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 光学侦察卫星,运行15天后返回
28 CZ-2E F-02 19920814 澳塞特星B1通信卫星(澳大利亚) GTO 四川西昌(XSLC) 成功 外星4
29 CZ-2C F-13 19921005 瑞典弗利亚科学卫星/返回式卫星一号甲 LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 一箭双星运行7天后返回成功,外星5
30 CZ-2E F-03 19921221 澳星B2通信卫星(澳大利亚) GTO 四川西昌(XSLC) 失败 卫星爆炸
31 CZ-2C F-14 19931008 第15颗返回式卫星(尖兵1号A) LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 卫星未返回
32 CZ-3A F-01 19940208 实践四号小卫星/夸父一号模拟星 GTO 四川西昌(XSLC) 成功 一箭双星
33 CZ-2D F-02 19940703 第16颗返回式卫星(尖兵1号B) LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 光学侦察卫星,运行15天后返回
34 CZ-3 F-09 19940721 亚太一号通信卫星(亚太卫星公司) GTO 四川西昌(XSLC) 成功 外星6
35 CZ-2E F-04 19940828 澳塞特星B3通信卫星(澳大利亚) GTO 四川西昌(XSLC) 成功 外星7
36 CZ-3A F-02 19941130 东方红三号通信卫星(中星5号) GTO 四川西昌(XSLC) 成功 卫星未能定点
37 CZ-2E F-05 19950126 亚太二号通信卫星(亚太卫星公司) GTO 四川西昌(XSLC) 失败 爆炸
38 CZ-2E F-06 19951128 亚洲二号通信卫星(美国休斯公司) GTO 四川西昌(XSLC) 成功 外星8
39 CZ-2E F-07 19951228 艾科斯达一号通信卫星(美国) GTO 四川西昌(XSLC) 成功 外星9
40 CZ-3B F-01 19960215 国际通信卫星708号(国际通信卫星组织) GTO 四川西昌(XSLC) 失败
41 CZ-3 F-10 19960703 亚太一号甲通信卫星(亚太卫星公司) GTO 四川西昌(XSLC) 成功 外星10
42 CZ-3 F-11 19960818 中星7号通信卫星 GTO 四川西昌(XSLC) 失败
43 CZ-2D F-03 19961020 返回式卫星(搭载日本微重力实验装置) LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 光学侦察卫星,运行15天后返回
44 CZ-3A F-03 19970512 东方红三号通信卫星(中星6号) GTO 四川西昌(XSLC) 成功
45 CZ-3 F-12 19970610 风云二号A静止气象卫星 GTO 四川西昌(XSLC) 成功
46 CZ-3B F-02 19970820 马部海卫星(菲律宾) GTO 四川西昌(XSLC) 成功 外星11
47 CZ-2C F-15 19970901 铱星模拟星(美国摩托罗拉) LEO 山西太原(TSLC) 成功 一箭双星外星12,外星13
48 CZ-3B F-03 19971017 亚太二号R通信卫星 GTO 四川西昌(XSLC) 成功 外星14
49 CZ-2C F-16 19971208 铱星(美国摩托罗拉) LEO 山西太原(TSLC) 成功 一箭双星外星15,外星16
50 CZ-2C F-17 19980326 铱星(美国摩托罗拉) LEO 山西太原(TSLC) 成功 一箭双星外星17,外星18
51 CZ-2C F-18 19980502 铱星(美国摩托罗拉) LEO 山西太原(TSLC) 成功 一箭双星外星19,外星20
52 CZ-3B F-04 19980530 中卫一号通信卫星(购自美洛-马公司) GTO 四川西昌(XSLC) 成功 外星21
53 CZ-3B F-05 19980718 鑫诺一号通信卫星(购自法国) GTO 四川西昌(XSLC) 成功 外星22
54 CZ-2C F-19 19980820 铱星(美国摩托罗拉) LEO 山西太原(TSLC) 成功 一箭双星,外星23,外星24
55 CZ-2C F-20 19981219 铱星(美国摩托罗拉) LEO 山西太原(TSLC) 成功 一箭双星外星25,外星26
56 CZ-4 F-03 19990510 风云一号/实践五号小卫星 SSO 山西太原(TSLC) 成功 一箭双星,300公斤的CAST968小卫星公用平台
57 CZ-2C F-21 19990612 铱星(美国摩托罗拉) LEO 山西太原(TSLC) 成功 一箭双星外星27,外星28
58 CZ-4B F-01 19991014 中巴资源一号/巴西小卫星SCAI-1 SSO 山西太原(TSLC) 成功 一箭双星外星29
59 CZ-2F F-01 19991120 神舟一号飞船 LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功
60 CZ-3A F-04 20000126 中星22号(烽火一号军用通信卫星) GTO 四川西昌(XSLC) 成功
61 CZ-3 F-13 20000625 风云二号B GTO 四川西昌(XSLC) 成功
62 CZ-4B F-02 20000901 中国资源二号A(尖兵3号) SSO 山西太原(TSLC) 成功 实时图像传输卫星
63 CZ-3A F-05 20001031 北斗导航试验卫星 GTO 四川西昌(XSLC) 成功
64 CZ-3A F-06 20001221 北斗导航试验卫星 GTO 四川西昌(XSLC) 成功
65 CZ-2F F-02 20010110 神舟二号飞船 LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功
66 CZ-2F F-03 20020325 神舟三号飞船 LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功
67 CZ-4B F-03 20020515 风云一号/海洋1号小卫星 SSO 山西太原(TSLC) 成功 一箭双星,CAST968小卫星公用平台
68 CZ-4B F-04 20021027 中国资源二号B(尖兵3号) SSO 山西太原(TSLC) 成功 实时图像传输卫星
69 CZ-2F F-04 20021230 神舟四号飞船 LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功
70 CZ-3A F-07 20030525 北斗一号试验备份星 GTO 四川西昌(XSLC) 成功
71 CZ-2F F-05 20031015 神舟五号飞船 LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 中国第一次载人航天杨利伟,19小时
72 CZ-4B F-05 20031021 中巴资源一号02星/创新一号微小卫星 SSO 山西太原(TSLC) 成功 一箭双星外星30
73 CZ-2D F-04 20031103 第18颗返回式卫星(尖兵4号) LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 新一代返回式卫星,运行18天后返回
74 CZ-3A F-08 20031115 中星20号通信卫星 GTO 四川西昌(XSLC) 成功
75 CZ-2C/SM 20031230 探测一号小卫星 SSO 四川西昌(XSLC) 成功 中欧“地球空间双星探测计划”
76 CZ-2C F-23 20040418 试验一号小卫星/纳星一号纳卫星 SSO 四川西昌(XSLC) 成功 一箭双星第1颗质量小于30kg的纳卫星
77 CZ-2C/SM 20040725 探测二号小卫星 SSO 山西太原(TSLC) 成功
78 CZ-2C F-25 20040829 第19颗返回式卫星(尖兵2号) LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 运行27天后返回
79 CZ-4B F-06 20040909 实践六号A星/B星 SSO 山西太原(TSLC) 成功 一箭双星
80 CZ-2D F-05 20040927 第20颗返回式卫星(尖兵4号) LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 运行18天后返回
81 CZ-3A F-09 20041019 风云二号C GTO 四川西昌(XSLC) 成功
82 CZ-4B F-07 20041106 中国资源二号C(尖兵3号) SSO 山西太原(TSLC) 成功 实时数据型遥感卫星
83 CZ-2C F-26 20041118 试验二号小卫星 SSO 四川西昌(XSLC) 成功 替代亚太一号甲卫星
84 CZ-3B F-06 20050412 亚太六号(法国阿尔卡特空间公司) GTO 四川西昌(XSLC) 成功 外星31
85 CZ-2D F-06 20050706 实践七号卫星 SSO 甘肃酒泉(JSLC) 成功
86 CZ-2C F-27 20050802 第21颗返回式卫星(尖兵2号) LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 运行27天后返回
87 CZ-2D F-07 20050829 第22颗返回式卫星(尖兵4号) LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 运行18天后返回
88 CZ-2F F-06 20051012 神舟六号飞船 LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 费俊龙 聂海胜,5天
89 CZ-4B F-08 20060427 遥感卫星一号(尖兵5号) LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 合成孔径雷达侦查卫星
90 CZ-2C F-28 20060909 实践八号卫星 LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 航天育种研究返回式科学技术试验卫星
91 CZ-3A F-10 20060913 中星22号A(烽火一号A军用通信卫星) GTO 四川西昌(XSLC) 成功
92 CZ-4B F-10 20061024 实践六号02组卫星A星/B星 SSO 山西太原(TSLC) 成功
93 CZ-3B F-07 20061029 鑫诺二号通信直播卫星(DFH-3平台) GTO 四川西昌(XSLC) 成功 卫星天线、太阳能帆板未能打开
94 CZ-3A F-11 20061208 风云二号D GTO 四川西昌(XSLC) 成功
95 CZ-3A F-12 20070203 北斗导航试验卫星 GTO 四川西昌(XSLC) 成功
96 CZ-2C F-29 20070411 海洋一号B卫星 GTO 山西太原(TSLC) 成功
97 CZ-3A F-13 20070414 北斗导航卫星01 GTO 四川西昌(XSLC) 成功
98 CZ-3B F-08 20070514 尼日利亚通信卫星一号 GTO 四川西昌(XSLC) 成功 中国首次卫星整星出口外星32
99 CZ-2D F-08 20070525 遥感卫星二号(尖兵6号)/浙大皮星一号 LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 一箭双星,数字成像光学侦察卫星
100 CZ-3A F-14 20070531 鑫诺三号卫星(DFH-4平台) GTO 四川西昌(XSLC) 成功
101 CZ-3B F-09 20070705 中星6B(购自法国) GTO 四川西昌(XSLC) 成功 外星33
102 CZ-4C F-01 20070919 中巴(巴西)资源一号02B SSO 山西太原(TSLC) 成功 三级发动机具有二次点火功能。合成孔径
103 CZ-3A F-15 20071024 嫦娥一号 GTO 四川西昌(XSLC) 成功 月球探测器
104 CZ-4C F-02 20071112 遥感卫星三号(尖兵7号) SSO 山西太原(TSLC) 成功
105 CZ-3C F-01 20080425 天链一号01星 GTO 四川西昌(XSLC) 成功 中国首颗数据中继卫星
106 CZ-4C F-03 20080527 风云三号A SSO 山西太原(TSLC) 成功 中国首颗第二代极轨气象卫星
107 CZ-3B F-10 20080609 中星9号电视直播卫星(购自法国) GTO 四川西昌(XSLC) 成功 外星34
108 CZ-2C F-30 20080906 环境减灾A/B 环境与灾害监测预报小卫星 LEO 山西太原(TSLC) 成功 一箭双星,两颗光学卫星
109 CZ-2F F-07 20080925 神舟七号飞船/伴飞微小卫星 LEO 甘肃酒泉(JSLC) 成功 翟志刚(出舱)、刘伯明、景海鹏, 3天
中国风暴系列火箭发射记录
发射序号 运载火箭 发射日期 卫星 任务 发射基地 结果 备注
1 风暴1号 19730910 长空1号 甘肃酒泉(JSLC) 失败
2 风暴1号 19740712 长空1号 甘肃酒泉(JSLC) 失败
3 风暴1号 19750726 长空1号 甘肃酒泉(JSLC) 成功
4 风暴1号 19751216 长空1号 甘肃酒泉(JSLC) 成功
5 风暴1号 19760830 长空1号 甘肃酒泉(JSLC) 成功
6 风暴1号 19761110 长空1号 甘肃酒泉(JSLC) 失败
7 风暴1号 19790728 实践2号 甘肃酒泉(JSLC) 失败
实践2号甲
实践2号乙
8 风暴1号 19810920 实践2号 甘肃酒泉(JSLC) 成功 一箭三星
9 实践2号甲
12 实践2号乙
到目前为止我国共研制了12种不同类型的长征系列火箭,能发射近地轨道、地球静止轨道和太阳同步轨道的卫星。
从1970年到2000年的30年间,我国发射长征系列火箭共计67次,成功61次,6次失败或部分失败,发射成功率为91%。在1994~1996年间曾一度几次发射失败,使我国在国际商业发射市场的声誉处于低谷。中国航天工业总公司经过一系列质量整顿后终于打了个翻身仗。
在我国运载火箭的发展初期,探空火箭的研制占有重要的地位,尽管它是结构简单的无控火箭,但却是新中国成立后的第一枚真正的火箭。从1958年开始,我国陆续研制出包括生物、气象、地球物理、空间科学试验等多种类型的探空火箭。
长征一号(CZ-1)系列运载火箭
1970年4月24日,中国使用长征一号(LM-1)运载火箭发射了第一颗人造卫星东方红一号。长征一号是在两级中远程导弹上再加一个第三级固体火箭所组成,火箭全长2986m,起飞总重8157t,起飞推力为1040kN。
长征二号(CZ-2)系列运载火箭
长征二号(LM-2)运载火箭是从洲际导弹的基础上发展而来的,并于1975年发射了1t多重的近地轨道返回式卫星,成功地回收了返回舱。此后,又根据发射卫星的需要,陆续衍生出长征二号丙(LM-2C)、长征二号丙改进型(LM-2C/SD)和发射极轨卫星的长征二号丁(LM-2D)运载火箭。在长征火箭大家族中,长征二号系列主要用于发射各类近地轨道卫星,LM-2C/SD曾以一箭三星方式发射了12颗美国的铱星移动通信卫星。
1986年初美国的挑战者号航天飞机爆炸后,航天飞机被停飞,美国用了很长时间分析和处理故障,其后美国停止用航天飞机发射一般商业卫星。趁此时机,我国仅用了18个月就研制成功长征二号E(又称长二捆,LM-E)运载火箭,可以发射原来准备用美国航天飞机发射的商用卫星。长征二号E火箭是以长征二号为芯级,周围捆绑了4个液体助推器,它的近地轨道运载能力高达92t。长征二号E于1990年试射成功,从1992年到1995年曾发射多颗外国卫星。
为满足发射神舟号飞船的要求,保证宇航员的安全,我国又在长征二号E的基础上改进了可靠性并增设了故障检测系统和逃逸救生系统,从而发展出了长征二号F(LM-F)运载火箭,专门用来发射神舟号载人飞船。
由于长征二号火箭的质量和可靠性非常高,1975~1996年连续成功地把17颗返回式卫星送上天,这使长征二号运载火箭在国际卫星发射市场上获得了非常好的可靠性声誉。
长征三号(CZ-3)系列运载火箭
长征三号运载火箭是在长征二号二级火箭上面加了一个以液氢、液氧为推进剂的第三级,所用的液氢液氧发动机可以二次启动,在技术上是当时国际先进水平,是我国火箭技术发展的一个重要里程碑。1984年长征三号成功地发射了我国第一颗地球同步试验通信广播卫星东方红二号。1985年中国宣布进入国际商业卫星发射市场。1990年我国首次用长征三号运载火箭将美国休斯公司制造的亚洲一号卫星送入地球同步轨道。
此后,长征三号系列不断增加新成员,如长征三号甲(LM-3A)、长征三号乙(LM-3B),主要用于发射地球静止轨道卫星。
长征三号甲运载火箭(图25)是在长征三号的基础上研制的大型火箭,它的氢氧发动机具有更大的推力,性能也得到很大的提高,地球同步转移轨道运载能力也从长征三号的16t提高到26t。
长征三号乙运载火箭(图26)是在长征三号甲和长二捆的基础上研制的,即以长征三号甲为芯级,再捆绑4个与长二捆类似的液体助推器。长征三号乙主要用于发射地球同步轨道的大型卫星,也可进行轻型卫星的一箭多星发射,其地球同步转移轨道运载能力达到51t,跃入了世界大型火箭行列。
长征三号丙是在长征三号甲是单枚三级火箭捆绑2个助推器而成,运载能力为2600-3800公斤,介于2600公斤的长征三号甲和5100公斤的长征三号乙之间。2003年才完成总体设计,2008年4月26日发射“天链一号01星”是首次其飞行,长征三号丙是“长三甲”系列中最后一型火箭。
长征四号(CZ-4)系列运载火箭
投入使用的是长征四号乙运载火箭是长征火箭家族中用于发射各种太阳同步轨道和极轨道应用卫星的主要运载工具。
长征五号(CZ-5)运载火箭
“长征五号”运载火箭即将进入初样研制阶段,这是对中国航天未来三十至五十年发展具有重要意义和深远影响的一大项目,旨在面对国际商业卫星发射市场和国内未来卫星发射、深空探测的更高需求,其研制成功后,中国进入空间的能力将得到大幅度提升。“长征五号”总体设计由中国运载火箭技术研究院第一设计部负责,生产基地已在天津开建,目标是二〇一四年实现首次航天飞行,长征五号将主要运载嫦娥卫星直接进入月球。
中国目前运载火箭主要是长征系列。
长征系列运载火箭是中国自行研制的航天运载工具。长征运载火箭起步于20世纪60年代,1970年4月24日“长征一号”运载火箭首次发射“东方红一号”卫星成功。
长征火箭已经拥有退役、现役共计4代17种型号。其中长征一号、长征二号、长征二号E、长征三号、长征四号甲5个型号已退役;长征二号丙、长征二号丁、长征二号F、长征三号甲、长征三号乙、长征三号丙、长征四号乙、长征四号丙、长征五号、长征六号、长征七号和长征十一号12个型号在役。
另有长征五号乙、长征六号甲、长征七号甲、长征八号4个型号在研,长征十一号甲、长征九号2个型号论证中。
截至2019年9月23日,我国长征系列运载火箭已飞行312次,发射成功率达到9516%。
扩展资料:
火箭发展阶段
长征系列运载火箭的发展共经历了5个阶段。
1、第一阶段是基于战略导弹技术起步,主要包括CZ-1、CZ-2;
2、第二阶段是按照运载火箭技术自身发展规律研制的火箭,包括CZ-3、CZ-3A系列、CZ-4系列;
3、第三阶段是为满足商业发射服务而研制,典型代表是CZ-2E;
4、第四阶段是为载人航天需要而研制的,如CZ-2F火箭;
5、第五阶段是为适应环保及快速反应需要研制的运载火箭,如CZ-5系列、CZ-6系列、CZ-7系列、CZ-8系列、CZ-11系列等。
-长征系列运载火箭
-运载火箭
长征系列运载火箭介绍:长征三号系列
作者:陈国华
概 述
长征三号系列运载火箭由长征三号、长征三号A、长征三号B 和长征三号C4种火箭组成。它们都是由中国运载火箭技术研究院研制的。它们区别于长征二号系列的特点是:1)都是三级火箭;2)三子级使用液氧和液氢作为推进剂;3)三子级的发动机可以多次起动;4)可以直接将有效载荷送入地球同步转移轨道。
长征三号
长征三号是在长征二号火箭基础上发展起来的三级火箭,全长约45米,一子级和二子级的直径均为335米,三子级直径225米。卫星整流罩有A、B两种型号,A型的直径为26 米,B型的直径为3米,尾翼翼展615米。火箭的起飞质量约205吨。
长征三号的一子级和二子级均采用偏二甲肼和四氧化二氮作推进剂,三子级采用液氢和液氧作推进剂。
由于长征三号在中国率先采用液氢和液氧作推进剂,不可避免地会遇到许多新问题,诸如研制氢氧发动机、低温绝热结构和防爆设计等。众所周知,在研制新发动机的过程中,试车占有重要的地位,设计中存在的问题要靠试车来发现,改进措施是否得当也要靠试车来验证。氢氧发动机在正式参加飞行试验之前,共进行了约120次试车,累积时间32000秒。在三子级绝热共底贮箱的研制过程中,进行了缩比贮箱、短贮箱和全尺寸贮箱等各种试验,如推进剂的蒸发量试验、用液氢和液氮填充的爆破试验、共底的绝热试验、内压试验和外压试验等。通过这些试验,解决了贮箱的绝热性能、工艺性能、低温强度以及使用寿命等各项技术问题。同样,真空绝热的液氢输送管和各种低温阀门等也都在真空的介质中进行了严格的试验。针对液氢易爆的特点,在火箭上采取了安全防爆措施,如在易于聚集氢气的地方进行吹除和开通气孔;在氢箱与仪器舱之间设隔离膜,防止氢气进入仪器舱;为了防止氢气进入伺服机构,对伺服机构进行氮气保护等。此外还采用了屏蔽、接地、设置放电针等防雷电措施。
火箭的制导系统采用平台�计算机全惯性补偿式方案,以保证卫星进入地球同步转移轨道的精度。火箭的姿态控制系统采用平台、速率陀螺、网络、摆动发动机连续式控制方案,而在三级滑行段飞行中则用继电器型开关控制系统,由开关放大器对无水肼喷管进行控制。姿态控制系统保证了火箭在给定的轨道上的稳定飞行,并将俯仰、偏航和滚动三个姿态角控制在一定的范围之内。
为了了解火箭飞行过程中箭上各系统的工作情况,在火箭上设置了3套遥测设备。一子级上装有一套YE-3M磁记录设备,记录分布于全箭各处的振动、冲击和噪声传感器送来的信息。它只在一级飞行时工作,一、二级火箭分离后随一子级箭体落至残骸落区,然后由人工收回处理。二子级上装有一套Y7-1速、缓变状态的大速变设备。它主要测量火箭在一级和二级飞行中的缓变参数和速变参数。三子级上也装有一套Y7-1速、缓变状态的大速变设备,主要测量第三级火箭和全箭控制系统在飞行全过程中的各类缓变和速变参数。两套Y7-1设备所测得的数据均实时地通过发射机发回地面。从第11发火箭开始,取消了一子级上的YE-3M磁记录设备。
火箭飞行过程中,地面的测控台站以及海上的测量船队都要对火箭进行跟踪测量,所以在箭上设有外弹道测量系统,给地面的测控台站提供跟踪信息。为了防止火箭发生故障而危及发射设施、城镇的安全,在箭上设置了安全系统,以求尽可能控制故障火箭的坠毁地点或爆炸时机。由于这两个系统都需要跟踪火箭的飞行轨迹,为简化箭上设备,所以将两者合为一个系统。
长征三号火箭长达45米,纵向耦合振动(POGO)和低频振动问题随之突出起来。研制过程中进行了全箭纵向弹性振动试验、一子级和二子级推进剂输送管路频率特性试验、蓄压器方案试验和二子级发动机冷流试验等各项试验。仪器舱安装仪器的平台采用了约束阻尼复合板结构,并改进了平台减振器的设计。
长征三号火箭1978年开始方案设计,1980年进入初步设计,1984年1月29日首次发射。截止到1994年底,共发射9次,除第一次发射因三子级发动机在第二次起动后未能正常工作和第8次发射由于三子级发动机的控制气路漏气,造成发动机在第二工作段被迫提前关机外,其它7次发射分别将5颗国内通信卫星、1颗美国休斯公司制造的亚星一号通信卫星和1颗休斯公司制造的亚太一号通信卫星送入地球同步转移轨道。
长征三号在西昌卫星发射中心发射。轨道倾角27度时,其地球同步转移轨道的运载能力为1600公斤(3σ)。如果需要抬高远地点高度,则每抬高1000公里将减少运载能力16公斤。长征三号的发射费用在国际上是最低的,每发火箭的发射费约3500万美元(1993~1994年价格)。
长征三号的研制成功,表明了中国火箭技术的提高,是中国火箭发展史上的一个重要里程碑。它首次采用了液氢和液氧作为火箭推进剂,首次实现了火箭的多次起动,首次将有效载荷送入地球同步转移轨道。
长征三号发射的亚星一号通信卫星是中国首次发射外国制造的卫星,为后来其它型号火箭的对外发射服务建立了可遵循的模式。
一、主要技术性能
二、总体布局
长征三号是一种三级液体火箭,由一子级、二子级、三子级和卫星整流罩等箭体结构及箭上的推进系统、控制系统、遥测系统、外测安全系统、滑行段推进剂管理与姿态控制系统等组成。
箭体结构一方面承受载荷,一方面又起着支承各个系统的作用,将它们连成一个整体。控制系统、遥测系统和外测安全系统的仪器主要安装在仪器舱内,也有少部分仪器根据需要分布于尾段或箱间段。
为了减轻贮箱的结构质量,简化推进剂输送管道和尽可能提高液氢使用的安全性,三子级推进剂贮箱的配置与一、二子级的不同,将燃料箱安排在氧化剂箱的上面。
一、二级之间的分离采用热分离方式,一级发动机关闭之前二级发动机就开始起动,然后再令一、二级之间的连接爆炸螺栓起爆,在二级发动机推力的作用下实现分离。二级飞行末期,在主发动机已经关闭,而游动发动机仍在工作的情况下,卫星整流罩被抛掉,然后游动发动机关闭,连接二、三级箭体的爆炸螺栓和安装在级间段上的8台固体反推火箭同时点燃,在反向推力的作用下,二子级被推离三级。星箭分离有两种方式,可以采用反推火箭,也可以采用分离弹簧。发射国内卫星时,包带解锁后,安装在三子级后短壳上的反推火箭点火,使三子级减速,实现分离,分离过程中卫星不受分离力的影响。发射外国卫星时,应用户要求,采用了分离弹簧。包带解锁后,分离弹簧的约束同时解除,弹簧力使卫星加速,同时使三子级减速,实现分离。
三、箭体结构
长征三号火箭的结构包括一子级、二子级、三子级和整流罩,主要结构材料是LD10铝合金。
1一子级结构
一子级结构由尾翼、尾段、后过渡段、燃料箱、箱间段、氧化剂箱、级间段和导管、阀门等组成。
尾翼平面为直角梯形,翼根弦长22 米,翼展14米,变厚度楔形双梁蜂窝夹芯结构。
尾段为外加桁梁式薄壁全铆接结构,由两个半壳沿纵向对接合拢而成。长征三号的尾段结构和功能与长征二号C的尾段不完全相同。为了提高火箭的飞行稳定性,长征三号尾段上增加了4个尾翼及相应的安装结构。火箭竖立在发射台上时,长征二号C的发射支点在尾段的上方,尾段不承受支承力,而长征三号的发射支点在尾段的下端,支承力由尾段承受和传递,为此在尾段壳体的表面设置了8根大梁,在尾段上端有4个前接头,在尾段下端有4个支承块。这样,支承块、大梁和前接头组成了承、传力结构。
后过渡段、燃料箱、箱间段、氧化剂箱以及导管、阀门等均与长征二号C的相应部分相同。
级间段包括筒段与杆系结构两部分。杆系由24根斜杆和上、下对接框组成。长征三号的斜杆比长征二号C的少8根,相对来说其抗扭刚度高了,但减弱了抗弯曲能力。
2二子级结构
二子级结构由燃料箱、箱间段、氧化剂箱、级间段及导管、阀门等组成。
燃料箱、箱间段和氧化剂箱的结构与长征二号C相应部分相同,只是长征三号的氧化剂箱前底上设置了绝热帽,以防止三子级加注推进剂后低温对氧化剂箱的影响。
二子级的级间段是截锥形的半硬壳式结构,外表面粘贴了一层301软木防热层。它既是连接二、三子级的承力结构,又是三子级的发动机舱。由于二、三子级间的级间分离是冷分离,所以不需要考虑排焰问题。
3三子级结构
三子级结构由共底绝热贮箱、仪器舱、有效载荷支架、转接锥及阀门、导管等组成。
三子级贮箱为共底贮箱,上箱贮存液氢,下箱贮存液氧。为缩短火箭长度和减轻结构质量,两箱之间采用共底。共底凸向液氢箱。贮箱的外表面包覆了绝热层,对输送推进剂的导管也采取了绝热措施。
液氧箱由后短壳、后底、圆筒段和共底组成。后底为椭球底,正中开有人孔,液氧输送口处装有消漩器。圆筒段为化铣网格结构,筒内装了环形防晃板,以抑制液氧的晃动。此外,箱内还装有测量液位和温度的传感器。共底的型面与下底相同,由非金属蜂窝结构与上、下面板构成,其外侧焊有抽空管嘴和真空度测量及气体分析管嘴。加注推进剂之前,将共底抽至近于真空,加注后腔内气体冷凝,真空度进一步提高,达到绝热的目的。共底的边缘与上、下两个贮箱的箱壁相连。为了防止箱壁之间的热传导,在此处采用了绝热的承力结构。
液氢箱由共底、圆筒段、前底和前短壳组成。圆筒段由4个筒形壳段组焊而成。筒内分三层共装有6块扇形防晃板及一个环形防晃框,用以抑制晃动,还装有破坏液氢温度分层的环形结构。前底也是椭球形的,正中开有人孔。前短壳用化铣网格整体壁板构成。
贮箱外表面的绝热层是以喷涂聚氨酯泡沫塑料为主体的多层密封缠绕式结构,由缓冲层、隔热层和防护层三部分组成。缓冲层的作用是改善铝合金箱壁与泡沫塑料之间线膨胀系数不同而引起的变形不一致,使泡沫塑料牢固地粘接到箱壁上。隔热层起绝热作用。防护层的作用是防止气体渗透,防机械损伤,防热辐射和保护整个绝热层,使之能经受飞行中的气流冲刷。
仪器舱位于贮箱上端,与卫星、转接锥和有效载荷支架一起,被罩在整流罩之内。仪器舱由截锥形壳体、环形圆盘、支承杆和井字梁组成。截锥形壳体是铝蜂窝结构,上部有上端框,框内缘的8个凸耳用以安装井字梁;框外缘有一支撑台阶用来安装环形圆盘。截锥体的下端框与贮箱的前短壳相连。环形圆盘由约束阻尼复合板构成,其内缘与锥壳的上框相连,外缘通过16根型材撑杆支承在锥壳的下端框上。为增加圆盘的刚度和减轻结构质量,在其上冲有若干减轻孔。井字梁用“工”字梁构成,有很高的强度和刚度。仪器舱边缘的Ⅱ-Ⅳ象限线处各设有两块挡板,防止因整流罩分离时发生意外事件而伤害仪器。仪器舱与液氢箱之间有一层隔离膜,防止可能产生的氢气进入仪器舱。
有效载荷支架也是截锥形壳体,铝蜂窝夹芯结构。由于惯性平台安装在壳体内部,所以在壳体上开有160毫米×160毫米的方孔,以便在发射时,通过它以及在整流罩倒锥段开的透明舱口使发射场的瞄准设备与惯性平台上的棱镜通视,以瞄准射向。有效载荷支架高度为740毫米,下端框与仪器舱相连。
长征三号的转接锥有A、B两种型号。A型用于发射国内卫星,锥高680毫米,与卫星接口尺寸为Φ872毫米;B型用于发射外国制造的卫星,锥高300毫米,与卫星的接口尺寸是国际上通用的标准接口Φ937毫米。两种型号的转接锥下对接框都是与有效载荷支架相连,对接尺寸为Φ1036毫米。上对接框通过包带与卫星的对接框相连。
液氢的粘度低,渗透性强,再加上超低温,给阀门、导管带来了密封和绝热上的困难。三子级上除了对密封材料进行选择外,还对阀门或导管接头的结构采用了气密设计。三子级共有阀门17种,导管23种。其中的液氢输送管比较复杂,是双层的真空导管,由内管、外管和防辐射夹层组成,使用前将夹层之间抽成真空,使通过导管的液氢温升低于0003摄氏度。液氢输送管设在贮箱外面, 绕过液氧箱后,通向发动机。
4整流罩
长征三号的整流罩有A、B两种型号。A型罩的最大直径为26米,圆筒段长度24米;B型罩的最大直径是30米,圆筒段长度26米。 两者除直径和高度不同之外,结构形式和分离方式都是一样的。火箭处于临射状态时,发射场的空调系统可以对整流罩内部进行空调,确保罩内的温度、湿度和洁净度满足卫星的要求。整流罩由玻璃钢端头、非金属蜂窝的双锥段、金属蜂窝的圆筒段和化铣的倒锥段组成。成品是两个独立的半罩,发射前通过爆炸螺栓连成整体,并通过爆炸螺栓和铰链机构与三子级箭体相连。双锥段对无线电波是透明的,透波率约为85%。二级飞行末期,大气环境已不会危害卫星,整流罩与火箭分离。分离时,控制系统先令与三子级相连的爆炸螺栓起爆,然后再使将两个半罩连成整体的爆炸螺栓起爆。这时,两个半罩各自在分离弹簧的作用下,绕下端的铰链旋转。当转到一定的角度时,铰链脱开,半罩在离心力的作用,沿切线方向离开三子级箭体。由于瞄准的需要,在倒锥段的第Ⅲ象限线上开有瞄准窗口,因而在 Ⅰ-Ⅲ象限线上不能设分离面,整流罩只能从Ⅱ-Ⅳ平面分离。
四、推进系统
长征三号的推进系统由一、二、三子级的推进系统组成。一、二子级的推进剂是四氧化二氮和偏二甲肼,三子级的推进剂是液氧和液氢。
1一子级推进系统
一子级推进系统与长征二号C的基本相同,只是长征三号的一子级发动机是FY-21,而长征二号C的是YF-21。由于两者由不同的工厂生产,存在着一些细微差别,但它们的组成、工作原理、功能和与箭体的接口都是一样的,可以互换。长征三号从第11发火箭开始,改用YF-21B发动机。
2二子级推进系统
二子级推进系统原与长征二号C的完全一样,后改为加长喷管的YF-24D发动机。
3三子级推进系统
三子级推进系统由YF-73氢氧发动机、输送系统、增压系统、推进剂管理系统和其它系统组成。
(1)YF-73氢氧发动机
该发动机采用燃气发生器循环系统,由一台涡轮泵供应4台推力室。液氢泵和液氧泵均为一级离心泵,涡轮为一级冲动式涡轮。发动机可作二次起动,每次起动都是用气瓶起动,用火药点火器点火。
发动机由推力室、涡轮泵、燃气发生器、自动器、起动气瓶和火药点火器等组成。
推力器分头部和身部两部分。头部采用平顶式结构,氧腔在上,氢腔在下。头部中心有安装火药点火器的四孔座,孔座周围有3圈按同心圆排列的喷嘴。内圈的8个喷嘴和第二圈的12个喷嘴为中心喷嘴,它们的氧喷嘴为离心式结构。外圈的18个喷嘴为边区喷嘴,其氧喷嘴为直流式。喷注器面板为不锈钢丝编织烧结而成的金属纤维发汗材料。氢对面板进行发汗冷却,防止面板被烧蚀。身部由内、外壁钎焊连结而成。喷管型面按罗氏最佳推力喷管设计。内壁上铣有沟槽式冷却通道,冷却剂液氢进入冷却通道后先流向喷口,再由相邻槽返回头部。推力室的身部焊有传动轴,轴端有齿,与伺服机构啮合后实现推力室单向摆动。
涡轮泵由涡轮、液氢泵、液氧泵和齿轮箱等组成。涡轮和液氢泵同轴,是主动轴;液氧泵单独一根轴,是从动轴;中间由减速齿轮传动。涡轮为单级冲动式结构,由涡轮盖、转子和主轴组成。液氢泵由诱导轮、离心轮、螺壳、前后密封环组成。液氧泵由进口管、泵轴、诱导轮、离心轮、前后密封环和氧泵壳体组成。齿轮箱由上盖、下盖、齿轮、中轴及限流嘴组成。限流嘴是用来控制冷却剂液氢的流量的。
燃气发生器由头部和身部构成。头部为平顶式结构,有3层平底。第一、二层底之间为液氢腔,第二、三层底之间为液氧腔。头部中央为火药点火器喷口,其周围由16个双组元同轴式喷嘴排列成两个同心圆。身部由圆柱段和收敛段组成,两者均为双层壁结构,内壁上有铣槽,形成再生冷却通道。
自动器共有24种41个,主要包括液氢泵前阀门、液氧泵前阀门、液氢主阀门、液氧主阀门、氢副系统控制阀门、氧副系统控制阀门、氢泄出阀门、氧泄出阀门、氦气减压器、液氧稳压器、气动阀门和电动气阀门等器件,用以控制发动机的起动和关机。
起动气瓶内贮高压氮气。当电动气阀门通电打开后,高压氮气通过起动喷嘴吹动涡轮。氮气耗尽后由燃气接替维持发动机正常工作。因为发动机要作两次起动,故设有两套独立的气瓶起动系统。
发动机上共有20个火药点火器,燃气发生器头部和每个推力室的头部各装4个,每次点火时各消耗两个,其中一个为冗余。点火器由电发火系统、能量释放系统(包括引燃药、烟火药、过渡药和惰性药等)和结构件组成。
世界上能够自制火箭且自己发射的国家(或国际组织)目前有美国、俄罗斯、欧洲空间局(以法国为主)、中国和日本等。这些国家或组织的运载火箭有不同的结构、不同的推力和不同的推进剂。
总的来说,由于俄罗斯地处高纬度地区,故发射同样载荷重量的航天器所需的火箭推力较大,所以俄罗斯具有重型火箭如“能源”号、“质子”号等,用以发射太空站和货运、客运飞船。而美国为了将“阿波罗”号系列飞船送上月球,将“卡西尼”号土星探测飞船送上飞往土星的轨道,则使用了推力巨大的“土星5”号和“大力神4B”号重型运载火箭。
俄罗斯著名的运载火箭有:“能源”号、“质子”号、“卫星”号、“东方”号、“闪电”号、“联盟”号等。
美国著名的运载火箭有:“雷神”号、“宇宙神”号(系列)、“德尔塔”号(系列)、“大力神”号(系列)、“土星”号(巨型)等。
欧洲空间局(以法国为主)所具有的著名运载火箭是“阿里亚娜”系列火箭,它是后来崛起的一种运载火箭。目前占有国际卫星发射商业市场近60%的业务。
而中国是世界五大航天大国之一,有些技术已达到世界先进水平。中国的运载火箭系列是“长征”系列。该系列火箭在完成我国的卫星发射任务的同时,还承担部分世界商业卫星发射业务。“长征”系列火箭与阿里亚娜系列火箭一样在世界上具有较高的声誉。中国是掌握卫星回收技术的第三个国家,是掌握火箭再点火技术的第二个国家。
日本是航天大国中的后起之秀,近几十年来研制了自己的系列运载火箭,有M系列、H系列。其中“H—2”曾发射过一箭双星。日本是第四个掌握卫星回收技术的国家。目前,“H—2”是日本最大的运载火箭。
下面我们就对各国的著名运载火箭进行选萃介绍。
前苏联著名的运载火箭
前苏联地处高纬度的北半球,发射场远离赤道,利用地球自转速度发射航天器的条件不如赤道地区优越,所以只好靠生产大功率的运载火箭来弥补这一缺陷。因此,前苏联的运载火箭的功率都很大。直到现在,俄罗斯还在使用一些著名的老型号运载火箭,如“质子”号、“闪电”号、“联盟”号、“宇宙”号和“旋风”号等。前苏联的火箭技术成熟,发射载荷大,发射成功率高,成本低,多用于发射飞船和卫星。
“卫星”号运载火箭
“卫星”号运载火箭是前苏联早期的运载火箭,它奠定了前苏联航天运载工具发展的基础。它是前苏联用“P—7”洲际导弹改装的,火箭由1枚芯级火箭和4台侧挂助推火箭并联捆绑而成。
“东方”号运载火箭
“东方”号运载火箭是继“卫星”号之后发展较早的一种运载火箭。“东方”号火箭因发射“东方”号宇宙飞船而得名。它1959年1月2日试飞,成功发射“月球1”号探测器。后来又4次用于发射动物卫星舱的试验。1961年4月12日它把世界上第一位宇航员加加林送上地球轨道飞行。截至1980年,“东方”号火箭总共发射了85个航天器,其中包括5艘载人飞船。
“东方”号运载火箭是一种三级液体火箭,它在“卫星”号两级火箭的基础上又增加了一级火箭,因此它的运载能力比“卫星”号增大了25倍。
“闪电”号运载火箭
前苏联的运载火箭基本上按标准化、系列化发展。在“东方”号火箭的基础上,1961年又研制成功“闪电”号和“联盟”号两种系列火箭。“闪电”号以改装后的“东方”号三级火箭,再加上第四级构成,火箭全长428米,起飞重量300吨,其近地轨道的运载能力最高达到7吨。1961年2月4日首次发射成功,随后相继用来发射了7个“金星”号、10个“月球”号、1个“火星”号探测器和数十颗“闪电”号通信卫星。
“联盟”号运载火箭
前苏联著名运载火箭——“联盟”号
“联盟”号运载火箭于1961年研制成功,因用它发射“联盟”号系列载人飞船而得名。它是由“东方”号三级火箭改进第三级后的新型三级运载火箭,总长493米,起飞重量310吨,近地轨道的运载能力为75吨。
1963年11月16日首次发射“宇宙22”号卫星成功;1964年和1965年又先后用来试验发射2艘“上升”号载人飞船。
1967年开始用来发射“联盟”号、“联盟T”号系列载人飞船和“进步”号自动货运飞船。
“能源”号运载火箭
“能源”号运载火箭是前苏联的超级巨型运载火箭。1987年5月15日在拜科努尔航天中心发射成功。
在随后的1988年11月15日,“能源”号火箭将不载人的“暴风雪”号航天飞机载入太空轨道飞行,成为前苏联运载火箭发展的一个新的里程碑。
“能源”号运载火箭的总设计师是古巴诺夫。该种巨型火箭的情况是:箭长约60米,总重2400吨,起飞推力3500吨,能把100吨有效载荷送上近地轨道。
“能源”号运载火箭由两级组成。第一级捆绑4台液体助推火箭,高39米;第二级为直径8米的芯级,由4台液氢液氧发动机组成。发射时,第一级、第二级同时点火,第一级4台助推火箭工作完成后,由地面控制使其脱离芯级火箭后予以回收,经修理后可重复使用50次;第二级即芯级火箭可将有效载荷送入地球轨道运行。
“质子”号运载火箭
“质子”号是重型运载火箭之一,在前苏联的航天活动中,“质子”号运载火箭发射最为频繁。“质子”号火箭系列先后研制有二、三、四级三种型号。最大一种是四级火箭,全长443米,底部最大直径74米,起飞重量800吨。第一级由6台助推火箭组成。它的中心是一个直径较大的氧化剂箱,四周捆绑6个燃料箱,起飞推力达1000吨。第二级高约137米,装有4台发动机,总推力为240吨。第三级高64米,装1台发动机,另有4台校正航向的可控微调发动机。第四级高55米,装有1台封闭式循环发动机,可二次点火。
这种火箭可将21吨重的有效载荷送上近地轨道。
1965年7月16日,“质子”号运载火箭首次发射,将1颗重达122吨的卫星送入预定轨道;1971年4月19日又成功发射重175吨的“礼炮1”号轨道站;从1971~1973年相继发射了6颗“火星”号探测器;1974年发射第一颗静止轨道卫星“宇宙637”号;1975年到1983年陆续发射了“金星”号系列探测器;1984年发射2个“维加”号哈雷彗星探测器;1986年又把第三代轨道站“和平”号送入太空。
这一系列发射纪录,表明“质子”号火箭对于前苏联航天活动有着举足轻重的作用。
美国著名的运载火箭
美国在航天领域是与前苏联进行竞争和合作的主要国家。在20世纪50年代和60年代初,美国在竞争中处于劣势和落后的境地,原因之一就是运载火箭不过关。1969年7月21日“阿波罗2”号登月成功与随后进行的一系列“阿波罗”号登月飞行,使美国在航天领域的竞争中逐渐赶上并处于领先地位。美国航天的成就,除了各项综合高科技的发展外,运载火箭技术的进步是重要原因之一。
在此值得一提的是,著名火箭专家冯·布劳恩在发展美国火箭技术上立下了汗马功劳。他主持研制的“丘比特C”号运载火箭将美国第一颗人造地球卫星“探险1”号送入太空,时间是1958年2月1日。布劳恩还用“丘比特”号改进型火箭为美国征服太空开创了新纪元。
此后,美国国家航空航天局(NASA)又先后用几种中程和洲际导弹经改造而研制成“雷神”号、“大力神”号、“德尔塔”号、“宇宙神”号等多种系列的运载火箭,下面分别加以介绍。
“雷神”号运载火箭
“雷神”号是美国早期发射小型卫星的运载火箭,从1959年以来发射400多次,现已不常用。
“宇宙神”号系列运载火箭
“宇宙神”号系列火箭,由美国通用动力公司制造,已连续生产30多年。火箭长251米,直径3米,起飞重量120吨。
目前,经常使用的是“宇宙神阿金纳D”号和“宇宙神半人马座”号2种型号。前者重129吨,能把2吨重的有效载荷送入500千米高的地球轨道;后者重139吨,近地轨道的最大运载能力为4吨。它们除作为“月球”号和“火星”号星际探测器的运载工具外,还曾用来发射通信卫星和“水星”号载人飞船。自1959年以来,它已发射500多次,是使用最广泛的一种运载工具,在世界上较为驰名。
“德尔塔”号系列运载火箭
“德尔塔”号系列火箭由美国麦道公司研制生产,并于1960年5月首次发射,至今已发射180多次。它先后发射过“先驱者”号探测器、泰罗斯气象卫星、“云雨”号卫星、“辛康”号卫星、国际通信卫星2、3号等。
“德尔塔”号系列火箭是三级火箭,有2种型号,总长384米,起飞重量分别为220吨和230吨。其中一种的同步转移轨道运载能力为14吨;另一种的同步转移轨道运载能力为18吨。“德尔塔”号系列火箭主要用于各类卫星的发射。
“大力神”号系列运载火箭
“大力神”号系列火箭由马丁·玛丽埃特公司研制生产,有多种型号。
“大力神”号系列火箭有着辉煌的发射记录。它主要发射各种军用卫星,也发射过“太阳神”号、“海盗”号、“旅行者”号等行星和行星际探测器。
“大力神”号系列开发的几种型号分别为:“大力神3”、“大力神3A”、“大力神3B”、“大力神3C”、“大力神3D”、“大力神3E”和“大力神34D”。各型“大力神”火箭的有效载荷分别是:3A为36吨,3B为45吨,3C、3D和3E均为15吨;最大的“大力神34D”长达62米,最大直径5米,发射地球同步转移轨道卫星的运载能力达45吨。后来又研制出“大力神4B”号火箭,用来发射“卡西尼”号土星探测器。
“土星”号巨型运载火箭
“土星”号运载火箭是在美国火箭专家冯·布劳恩主持下研制设计的,主要为登月计划服务。从1964年开始实施土星巨型登月火箭研制计划,至1967年的3年间相继研制成功“土星1”号、“土星1B”号、“土星5”号等几种型号的巨型运载火箭。各型号情况如下:
①“土星1”号——两级火箭,1964年首先研制成功。火箭长381米,直径558米,发射重量502吨,近地轨道的有效载荷为102吨。它曾用来试验发射“阿波罗”号飞船模型。
②“土星1B”号——“土星1”号的改进型,为两级火箭,1966年研制成功。火箭长683米,直径66米,发射重量590吨,最大有效载荷181吨。从1966年到1975年共发射9次,除做运载“阿波罗”号飞船实验外,还3次将宇航员送上太空实验室空间站和1次发射“阿波罗”号载人飞船与前苏联的“联盟”号飞船对接。
③“土星5”号——世界上最大的巨型运载火箭,是三级火箭,1967年研制成功。火箭全长110米,直径101米,起飞重量2950吨,近地轨道的有效载荷达139吨,飞往月球轨道的有效载荷为47吨。从1967年到1973年共发射13次,其中6次将“阿波罗”号载人飞船送上月球。“土星5”号在人类航天史上写下了最为光辉的一页。
欧洲空间局著名的运载火箭系列
在法国的倡议下,西欧法、英、德、意等11个国家于1973年7月成立了欧洲空间局,着手研制“阿里亚娜”系列火箭(阿里亚娜是古希腊神话中一位美丽公主的名字)。
“阿里亚娜”系列运载火箭至今已研制5种型号:“阿里亚娜1”号、“阿里亚娜2”号、“阿里亚娜3”号、“阿里亚娜4”号和“阿里亚娜5”号。下面详细介绍“阿里亚娜”系列火箭的研制和发射概况。
“阿里亚娜1”号火箭
1979年12月24日第一枚“阿里亚娜1”号火箭发射成功。它是三级火箭,长4739米,直径38米,发射重量200吨,能将17吨的有效载荷发射到地球同步转移轨道。“阿里亚娜1”号火箭发射11次,其中1次失败。
“阿里亚娜2”号火箭
“阿里亚娜2”号火箭研制和发射不甚理想,没有大量投入使用。“阿里亚娜2”号比“阿里亚娜3”号晚2年发射,即1986年才发射,运载能力只有22吨。1986年5月31日首次发射失败,以后连续发射5次均成功。
“阿里亚娜3”号火箭
1984年8月4日发射成功第一枚“阿里亚娜3”号火箭。它的低轨道运载能力为27吨,共发射11次,其中1次失败。
“阿里亚娜4”号火箭
1988年6月15日,第一枚“阿里亚娜4”号火箭发射成功。它的同步转移轨道运载能力为19吨到42吨,现已发射25次,有1次失败。“阿里亚娜4”号火箭又分5种型号。第一种是AR40,同步轨道运载能力为19吨;第二种是AR42P,带有2个固体捆绑式助推火箭,有效载荷增加到26吨;第三种是AR44P,带有4个固体捆绑式助推火箭,有效载荷为3吨;第四种是AR42L,采用2个液体助推火箭,有效载荷32吨;第五种是AR44L,采用4个液体助推火箭,同步转移轨道运载能力达42吨,它是“阿里亚娜”系列火箭中较大的一种型号。
“阿里亚娜5”号火箭
欧洲空间局从1985年开始研制“阿里亚娜5”号火箭,计划1996年投入使用,用于发射68吨的地球同步轨道卫星。1997年发射时失败。直到1998年发射成功。
“阿里亚娜”系列火箭的成功,是欧洲联合自强的象征,它在国际航天市场的角逐中占有重要地位,世界商业卫星的发射业务大约有60%由“阿里亚娜”系列火箭承担,在国际上有较高声誉。
中国著名的运载火箭系列
中国的运载火箭可与“阿里亚娜”系列火箭等齐名的是“长征”系列火箭。以其发展时间不同、载荷量不同以及助推方式的不同(有多级和捆绑式),中国“长征”系列火箭分“长征1”号,“长征2”号(2A、2B、2C、2D、2E、2F),“长征3”号(3A、3B),“长征4”号,“长征5”号,“长征6”号,“长征7”号。
中国的火箭事业起步于20世纪50年代,在前苏联人的帮助下,首先研制成功地—地导弹。导弹就是火箭的前部装上弹头(又称作战部)和控制导航系统而成。如果将弹头换成卫星或其他航天器或箭体上背上航天器(或航天飞机),改进一下控制部,导弹就变成了运载火箭。我国后来发展的“长征”系列火箭就是在此基础上,再加上自力更生,艰苦奋斗而诞生的。
“长征”系列运载火箭介绍
“长征1”号是用来发射“东方红1”号卫星的,1970年4月24日发射成功,这大大鼓舞了中国人民的信心。此后又用它发射多枚卫星。
“长征1”号又记做CZ—1或LM—1。“长征1”号是三级火箭,全长2945米,最大直径225米,起飞重量816吨,起飞推力112吨,能把03吨重的卫星送入400多千米高的近地。
“长征2”号的前身是中远程导弹,“长征2”号第一级发动机推力达70吨,比“长征1”号的同级发动机(推力为28吨)提高许多。但“长征2”号第一次发射失败(1974年11月5日发射,因一条导线断裂而导致全局失败),以后(1975年11月26日,1976年12月7日,1978年1月26日)用它发射返回式卫星皆成功,1979年停产。
“长征2”号是两级火箭,全长3165米,最大直径335米,起飞重量191吨,总推力280吨,能把18吨的卫星送入数百千米的椭圆轨道。
“长征3”号主要是用来发射地球同步卫星的。由于地球同步轨道较高(高达36000千米),故需要大推力火箭。所以“长征3”号火箭的第三级火箭发动机改为用液氢和液氧作低温高能推进剂,它燃烧效率高,在飞行中可两次点火(在飞行中关机后可再次点火)。
1984年4月8日我国用“长征3”号运载火箭首次成功地将“东方红2”号实验通信卫星成功发射到地球同步轨道,从而使我国成为第三个使用低温高能推进剂——液氢液氧的国家;成为第二个掌握高空、微重力条件下发动机两次点火的国家。
火箭全长4325米,一、二级直径335米,三级直径225米,起飞重量204吨,起飞推力296吨,其同步转移轨道的运载能力为14吨。至1993年底,它成功发射6颗应用通信卫星(包括为亚洲卫星公司发射的“亚洲1”号通信卫星)。“长征3”号火箭的发射成功,标志着中国运载火箭跨入世界先进行列。
“长征4”号是作为“长征3”号的备份用的。采用技术较成熟的常规推进剂——四氧化二氮和偏二甲肼。后改进成“长征4”号甲,用来发射太阳同步气象卫星,也用来发射极地卫星。我国1988年9月7日在太原发射中心用它发射“风云1”号气象卫星成功;1990年9月3日在发射2颗“风云1”号气象卫星时还搭乘了2颗“大气1”号气象卫星,从而使“长征4”号名声显赫。
“长征4”号火箭与“长征3”号尺寸差不多,运载能力也相近,但发射重型卫星仍不能胜任。火箭全长419米,一、二级直径335米,三级直径29米,起飞重量249吨,起飞推力296吨,其地球同步转移轨道的运载能力为125吨,太阳同步轨道的运载能力为165吨。
“长征3”号甲的同步转移轨道的运载能力比“长征3”号提高1吨多,达26吨。用它除可发射同步卫星外,还可发射太阳同步卫星及低轨道卫星和极地轨道卫星。1994年2月8日用它将“实践4”号空间探测卫星和“夸父1”号模拟星成功送入轨道。这枚火箭长5252米,最大直径335米,起飞重量240吨,起飞推力300吨,其地球同步转移轨道的运载能力达到26吨,是中国2000年前后发射大型卫星的主要运载工具。
“长征2”号捆又称CZ—2E(即“长征2”号戊),由于它是在“长征2”号基础上增加4个捆绑液体式助推小火箭,故称“长征2”号捆。这种结构也十分新颖。研制“长征2”号捆是由于中国长城工业公司与美国休斯公司签订了澳星(即澳大利亚通信卫星)发射合同,要求“长征2”号捆在1990年7月16日研制首发成功,以便于在1992年用于正式发射2颗澳星。从1988年12月上马,18个月拿出新型号,这在国外是不可想象的。但经过中国长征系列航天铁人们的努力,终于按期完成。
“长征2”号捆长51米,采用4个液体火箭助推器,看上去很粗实。1990年7月16日“长征2”号捆发射成功,将一颗模拟星和巴基斯坦的一颗科学实验卫星送入轨道。1992年3月22日正式发射澳星,但遗憾的是,这次发射失败,火箭未能起飞。但是,这次失败可以说是一次成功的失败,因火箭安全系统起了作用,保住了火箭和澳星。几个月后的1992年8月14日,“长征2”号捆第三次发射,澳星被准确送入轨道。1992年12月21日用该型火箭第四次发射运送澳星,火箭飞行正常,卫星在空中爆炸,结果中美双方共同承担责任。1994年8月28日第五次发射,将第三颗澳星成功送入轨道。1995年1月26日又发射美国休斯公司制造的“亚太2”号通信卫星失败。1995年11月8日,用“长征2”号捆第七次发射,将“亚洲2”号卫星送入同步定点轨道。CZ—2捆三成三败,后来人们又对它进行改型。CZ—2捆是两级捆绑技术火箭,第一级在芯级周围捆绑4个液体助推火箭,第二级为一个芯级火箭。火箭总长51米,直径335米。每个液体助推火箭长154米,直径225米,芯级最大直径42米。总起飞重量464吨,起飞推力592吨,能把88吨至92吨的有效载荷送入近地轨道。
在“长征3”号甲上再捆绑4个助推火箭,形成“长征3”号乙。它可将5吨载荷送入同步转移轨道。1996年2月15日,“长征3”号乙首飞,发射国际通信卫星108,结果失败。以后4次发射皆成功(1997年8月发射马部海卫星,1997年10月发射“亚太2”号R卫星,1998年5月发射“中卫1”号卫星,1998年7月发射“鑫诺1”号卫星)。
除“长征”系列火箭外,中国还研制了“风暴”系列火箭,实现一箭多星发射,这是火箭领域中的最新技术,但由于以后一系列失败,目前“风暴”系列火箭已停产。
21世纪,中国载人航天迅速发展,因此,“长征”系列火箭将会发挥更大的作用,为中国的航天事业增光添彩。
“长征5”号运载火箭系列是以120吨和50吨2种发动机为基础,构成5米直径、335米直径和225米直径三种模块,形成“通用化、系列化、组合化”的新一代运载火箭系列。
“长征5”号运载火箭突破335米直径的限制,一个关键条件便是呼唤多年的海南文昌航天发射基地的上马。此前我国酒泉、西昌、太原三个发射基地受到铁路运输条件的限制,火箭直径不能超过335米。发射基地建在沿海,火箭则使用不受体积限制的海运。地处低纬度的海南则可增强火箭有效发射能力;广袤的南海可成为火箭残骸安全便捷的坠落区。
在“长征5”号重型运载火箭和海南文昌航天发射基地问世后,中国航天将具备25吨的近地轨道运载能力和12吨的地球同步轨道运载能力,可发射20吨级长期有人照料的空间站、大型空间望远镜、返回式月球探测器、深空探测器、超重型应用卫星,推动我国空间应用产业、载人航天技术和天文科学的发展,也必将大大提高我国在国际航天发射市场上的竞争能力。
知识点
火箭级数
运载火箭如按级数来分,可分为单级火箭、多级火箭。其中多级火箭按级与级之间的连接形式来分,又可分为串联型、并联型(俗称捆绑式)、串并联混合型三种类型。串联型多级火箭级与级之间的连接分离机构简单,但串联后火箭总长较长、火箭的长细比(长度与直径之比)大,给设计带来一定的困难;发射时,这种火箭竖起来后太高,给发射操作带来不便;同时,其上面级的火箭发动机要在高空点火,点火的可靠性差。并联型多级火箭采用横向捆绑连接,连接分离机构稍复杂,但其中间芯级第一级火箭采用横向捆绑的火箭可在地面同时点火,避免了高空点火,点火的可靠性高。我国的“长征2”号运载火箭则是一枚串并联混合型的两级半火箭,其中第一级火箭周围捆绑了4枚助推器只能算半级。
他是中国“两弹一星”为中国航天做出巨大贡献的元勋,大家所熟悉的长征一号火箭,以及探索太空的T7M火箭系列都是由他所带头研制的。相信有很多人对他一定非常熟悉,特别是学习航天方面的专业知识时,
我国的运载火箭共有几个系列
本文2023-10-03 04:26:54发表“资讯”栏目。
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