共和國科技檔案:從“長征”一號到“長征”五號(2)——中新網(wǎng)

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    共和國科技檔案:從“長征”一號到“長征”五號(2)
2009年08月28日 13:57 來源:科技日報 發(fā)表評論  【字體:↑大 ↓小

  氫氧發(fā)動機助推高軌衛(wèi)星

  “長征”三號是三級運載火箭,采用“長征”二號作為其一級、二級,對于第三級,當時有兩套方案。一套是采用液氫/液氧發(fā)動機,另一套是采用常規(guī)燃料的發(fā)動機!爱敃r我們院研制的是氫氧發(fā)動機,那時國外的氫氧發(fā)動機已經(jīng)搞起來了,而我們剛開始,也不敢弄很大,先做了個實驗性的,只有4個噴管,每個噴管的推力1噸多!比慵倚勒f。

  使用常規(guī)燃料的發(fā)動機,一公斤燃料能夠產(chǎn)生300公斤推力,而氫氧發(fā)動機一公斤燃料可產(chǎn)生將近440公斤的推力。優(yōu)點不言而喻,但難題同樣明顯。擺在研制人員面前的難題是氫氧發(fā)動機在高空的二次點火。

  “長征”三號第一次發(fā)射,就因氫氧發(fā)動機二次點火不成功而失敗!伴L征”三號的二級火箭關(guān)機時,還沒有進入軌道,需要三級火箭第一次點火,工作幾百秒后進入停泊軌道。由于“長征”三號要發(fā)射的地球同步軌道衛(wèi)星的軌道必須處于赤道上空,所以在進入停泊軌道后,火箭還要依靠慣性向赤道飛行。當進入赤道上空時,三級發(fā)動機二次點火加速,使衛(wèi)星速度達到10.3公里/秒,逐漸飛行到36000公里高度。但由于二次點火不成,造成發(fā)射失敗。后來查找原因,發(fā)現(xiàn)是由于發(fā)動機溫度沒控制好,造成點火失敗。

  發(fā)現(xiàn)問題后,研制人員改進了發(fā)動機冷卻時的程序,加大了用于冷卻發(fā)動機的液氫、液氧用量,有效地改善了發(fā)動機二次點火的條件。4個月之后,火箭第二次發(fā)射取得圓滿成功!伴L征”三號發(fā)射成功后,在實驗性氫氧發(fā)動機的基礎(chǔ)上,新的大推力氫氧發(fā)動機被開發(fā)出來。

  隨著新的氫氧發(fā)動機的研制,一個新的火箭型號“長征”三號甲誕生!伴L征”三號甲的三級火箭裝備了2臺80千牛氫氧發(fā)動機,推力將近160千牛。并且采用了新型的“四框架平臺”取代原來的“三框架平臺”來控制火箭的姿態(tài),使火箭由原來只能做抬頭低頭的動作,發(fā)展到衛(wèi)星要求調(diào)整到什么姿態(tài),就能調(diào)整到什么姿態(tài)。自首飛以來,長三甲發(fā)射了多顆衛(wèi)星,成功率百分之百,有“金牌火箭”之稱。在此基礎(chǔ)上,還發(fā)展出“長征”三號乙和“長征”三號丙等型號火箭。

  另外,我國還研制出了“長征”四號系列火箭,這是一種與“長征”三號類似的三級火箭,不同的是其第三級采用了常溫液體火箭發(fā)動機,主要用來發(fā)射太陽同步軌道衛(wèi)星。

  呼之欲出的新一代“長征”

  “長征”系列運載火箭滿足了我國目前各種衛(wèi)星和載人飛船的發(fā)射要求,但與先進國家相比,仍有一定差距,而我國已經(jīng)開始實施的探月工程和深空探測計劃等,也對火箭技術(shù)提出了更高的要求。

  據(jù)了解,目前我國的“長征”五號和“長征”七號(代號暫定)系列火箭正在緊鑼密鼓地研制中。新一代的運載火箭采用兩種發(fā)動機--氫氧發(fā)動機和液氧/煤油發(fā)動機。其中,芯級火箭使用單臺70噸推力的氫氧發(fā)動機,一級火箭可以裝四臺。而助推器則使用液氧/煤油發(fā)動機,每臺推力能達到120噸。而火箭上可以捆綁4個助推器。推力相當可觀。

  不同于前面的二級和三級火箭,新型的“長征”五號火箭是向“一級半”和“二級半”發(fā)展。茹家欣解釋說,芯級火箭算一級,助推器算一級,但助推器由于是在地面點火,因此只能算半級。一級半火箭用來發(fā)射低軌道衛(wèi)星,而發(fā)射高軌道衛(wèi)星需要再加一級,用二級半火箭運載。

  茹家欣說,火箭趨勢是向低級數(shù)發(fā)展,因為從安全的角度去考慮,級數(shù)越多越不可靠。早期由于火箭發(fā)展技術(shù)比較低,只有通過增加火箭級數(shù)的辦法來增加飛行的高度和距離,沒有其他辦法。而現(xiàn)在隨著發(fā)動機性能的提高和結(jié)構(gòu)的減輕,可以使用更少的級數(shù)來完成任務(wù),因此我國新一代火箭便是按照這個思路來研制。

  新研制的“長征”七號,未來將替代目前的載人運載火箭“長征”二號F。王國輝目前的主要工作,就是負責“長征”七號的總體設(shè)計。他說,“長征”七號的運載能力更大,原來的“長征”二號F的運載能力為8.5噸,而 “長征七號”則達到13.5噸。除了用作載人運載火箭,王國輝表示,還要在這個基礎(chǔ)上作系列化的發(fā)展,使其具備發(fā)射多種衛(wèi)星和飛船的能力。

  對于新一代火箭,王國輝和茹家欣這新老兩代航天人都有著自己的期許。茹家欣說,我國現(xiàn)役的火箭,都是以75噸發(fā)動機為基礎(chǔ)研制出來的,已經(jīng)使用了40多年,應(yīng)當有新的技術(shù)來替代它。非常希望新的火箭能早點造出來。王國輝的目標則是希望目前在飛的火箭能夠確保每次都發(fā)射成功。研制中的火箭能夠按時完成工作,首飛不出問題,達到任務(wù)的要求。

  2013年,“長征”七號將首飛。1年后,“長征”五號首飛。伴隨著新一代火箭的升空,我國運載火箭的能力和水平將得到全面提升,并大大增強我國火箭的國際競爭力,實現(xiàn)我國航天運載技術(shù)的跨越式發(fā)展。

【編輯:朱鵬英
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直隸巴人的原貼:
我國實施高溫補貼政策已有年頭了,但是多地標準已數(shù)年未漲,高溫津貼落實遭遇尷尬。
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