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長征二號
(20世紀70年代中國研製兩級液體運載火箭)
鎖定
長征二號(代號:CZ-2)是20世紀70年代中期中國研製的一型兩級液體運載火箭,為發射返回式衞星而立項研製。
- 國 家
- 中國
- 設計單位
- 中國運載火箭技術研究院
- 設計總師
- 屠守鍔
- 火箭全長
- 32.6米
- 起飛質量
- 190噸
- 運載能力
- 近地軌道1.8噸
- 火箭現狀
- 已經退役
長征二號研製歷程
長征二號歷史背景
20世紀50~60年代,蘇聯和美國發射了大量偵察衞星,其中返回式衞星可以提供大區域地面照片,為國家戰略偵察和預警服務。蘇美兩國的返回式衞星重量在500~2500千克之間,都是由重型運載火箭發射的
[3]
。
1970年4月24日,長征一號成功發射中國第一顆人造地球衞星東方紅一號之後,中國着眼提升空間觀測能力,把發射低軌道重型衞星的任務列入了空間發展計劃。根據國家要求,新型運載火箭要具有把1800千克重的衞星送入500千米以下橢圓軌道的能力,研製更大推力的新型遠程運載火箭提上日程
[2]
[4]
。
長征二號研發進程
2022年5月29日,神舟十四號載人飛船與長征二號F遙十四運載火箭組合體已轉運至發射區。
[38]
2022年10月13日6時53分,我國在太原衞星發射中心使用長征二號丙運載火箭,成功將5米S-SAR 01星發射升空,衞星順利進入預定軌道,發射任務獲得圓滿成功。該衞星主要為應急管理、生態環境主體業務提供國產化數據保障,同時,服務於自然資源、水利、農業農村、林業草原、地震等行業。
[47]
2022年11月29日23時08分,搭載神舟十五號載人飛船的長征二號F遙十五運載火箭在酒泉衞星發射中心點火發射,約10分鐘後,神舟十五號載人飛船與火箭成功分離,進入預定軌道,航天員乘組狀態良好,發射取得圓滿成功。
[51]
長征二號系統組成
長征二號總體設計
長征二號C的主要控制設備安裝在火箭最前端的儀器艙中,箱間段和級間段也安裝有部分控制設備。為使火箭的質心位置儘量靠前以提高靜穩定性,一、二子級推進劑貯箱都是將密度較大的氧化劑安排在前,密度較小的燃料安排在後。級間段由殼段和杆系兩種結構組成,杆繫結構用以在一、二子級進行熱分離時順暢地排放二子級發動機噴出的燃氣。兩種整流罩具有不同的對接部位,以適應不同的有效載荷需求。發射支點設在一子級發動機機架的最前端,以利於發射支撐的穩定和傳力結構的合理利用。一、二子級的級間分離面設在二子級機架與殼體的連接面處,以便最大程度地減輕二子級的結構質量,提高運載能力
[5]
[6]
。
長征二號箭體結構
長征二號C的箭體結構由整流罩、儀器艙、推進劑貯箱、級間段、箱間段、尾段等部分組成。箭體結構的主要材料是鋁合金。
- 一子級結構
- 二子級結構
二子級箭體結構由儀器艙、氧化劑貯箱、箱間段和燃料貯箱等部分組成。
- 搭載艙
搭載艙是專門為搭載有效載荷提供服務的艙段,位於主有效載荷與儀器艙之間(主有效載荷使用A型整流罩)。搭載艙的作用是將主有效載荷、搭載有效載荷、A型整流罩和運載火箭連成一體,維持運載火箭外形的完整,提供搭載有效載荷使用空間,並有利於有效載荷入軌後的分離。搭載艙外徑2.2米,高度和結構形式可按有效載荷的需要進行設計
[5]
[6]
。
- 軌道轉移艙
軌道轉移艙的功用是通過軌道轉移的辦法,將有效載荷送入比長征二號C所能達到的正常軌道更高的軌道。根據有效載荷最終軌道的需要,可以設計成一次轉移或二次轉移來實現最終軌道要求。長征二號C採用旋轉穩定和固體火箭推進的軌道轉移艙來實現有效載荷的軌道轉移,不希望旋轉入軌的有效載荷可在入軌分離前進行消旋。該軌道轉移艙既可用於主有效載荷,也可用於搭載有效載荷
[5]
[6]
。
- 整流罩結構
整流罩內的有效載荷通過轉接支架與有效載荷支架相連接。
長征二號發射後穿越稠密大氣層時,整流罩保護有效載荷不受高速氣流沖刷。穿越大氣層後,約在120千米高度,整流罩完成使命而拋離。長征二號C配有A型和B型兩種整流罩,以適應不同有效載荷的需要。兩種整流罩所提供的有效載荷使用空間有較大的差別
[5]
[6]
。
長征二號推進系統
- 一子級系統
- 二子級系統
長征二號制導控制
長征二號C制導和控制系統由制導系統和姿態控制系統組成。
- 制導系統
- 姿態控制系統
姿態控制系統是穩定火箭的飛行姿態,控制火箭繞質心的轉動。姿態控制一是消除火箭飛行中的姿態角偏差,使火箭在預定的軌道上穩定飛行;二是配合制導系統完成火箭飛行的程序控制;三是配合導引系統完成橫、法嚮導引控制
[8]
[6]
。
長征二號分離系統
- 級間分離
長征二號C的級間分離採用熱分離方式。當級間分離程序開始時,首先起動二子級發動機,然後關閉一子級發動機。當二子級的發動機推力達到預定推力、一子級發動機推力減小到預定推力時,連接一子級和二子級的爆炸螺栓同時起爆,一、二子級在二子級發動機噴流和推力的作用下開始分離,二子級發動機的噴焰從級間杆系和分離面處排出
- 星箭分離
長征二號遙測跟蹤
- 遙測系統
- 跟蹤系統
跟蹤系統由無線電跟蹤分系統和無線電遙控分系統兩部分組成。
無線電跟蹤分系統的功能,是實時跟蹤、測量火箭飛行軌道,提供實時跟蹤數據和無線電遙控判斷信息。無線電跟蹤分系統由箭上和地面兩部分組成。
無線電遙控分系統的功能,是當運載火箭飛行中發生不可挽回故障,偏離預定軌道,並危及規定的保護區域安全時,地面發出遙控炸燬指令,箭上接收指令後,給自毀系統發出炸燬指令信息,由自毀系統將故障火箭炸燬
[8]
[6]
。
長征二號自毀系統
長征二號設計參數
基本參數 | |
全長 | |
直徑 | 3.35米 |
起飛質量 | 190噸 |
起飛推力 | 2786千牛 |
氧化劑+推進劑 | 四氧化二氮+偏二甲肼 |
近地軌道運載能力 |
長征二號飛行程序
時間(秒) | 程序 | 時間(秒) | 程序 |
---|---|---|---|
T-3.00 | 一子級發動機點火 | T+129.00 | 級間分離 |
T+0.00 | 火箭起飛 | T+140.00 | 導引引入 |
T+8.00 | 開始程序轉彎 | T+236.50 | 二子級YF-22發動機預令關機 |
T+44.00 | 飛行馬赫數達到1 | T+237.50 | 二子級YF-22發動機主令關機 |
T+127.00 | 二子級發動機啓動 | T+250.50 | 拋整流罩(120千米高度) |
T+127.50 | 一子級發動機預令關機 | T+475.00 | 遊動發動機關機 |
T+128.50 | 一子級發動機主令關機 | T+478.00 |
長征二號發射記錄
長征二號於1974年11月5日在酒泉衞星發射中心首次發射,由於火箭控制系統中一根導線存在暗傷而斷裂,導致火箭姿態失去控制,首次飛行試驗失敗。
長征二號第二次發射於1975年11月26日獲得成功,將中國第一顆返回式衞星送入預定軌道。隨後,又連續兩次發射成功,將中國第二顆和第三顆返回式衞星送入預定軌道。各次發射概況如下:
序號 | 運載火箭 | 發射時間 | 有效載荷 | 衞星 軌道 | 發射地點 | 備註 |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 長征二號 701403(Y3) | 1974年11月5日 17時40分 | 尖兵一號衞星00星 (返回遙感衞星0號00星) | 近地軌道 | 酒泉衞星發射中心 | 失敗 ① |
2 | 長征二號甲 701504(Y4) (長征二號丙) | 1975年11月26日 11時29分52秒 | 尖兵一號衞星01星 (返回遙感衞星0號01星) | |||
3 | 長征二號甲Y5 (長征二號丙) | 1976年12月7日 12時38分 | 尖兵一號衞星02星 (返回遙感衞星0號02星) | |||
4 | 長征二號甲Y6 (長征二號丙) | 1978年1月26日 12時58分 | 尖兵一號衞星03星 | |||
5 | 長征二號丁 | 2021年10月14日18時51分 | 太陽Hα光譜探測與雙超平台科學技術試驗衞星 | 太原衞星發射中心 | ||
6 | 2022年7月29日21時28分 | 遙感三十五號03組衞星A星、B星、C星 | - | 西昌衞星發射中心 | ||
7 | 長征二號F | 2022年8月5日 | 可重複使用試驗航天器 | 酒泉衞星發射中心 | ||
8 | 長征二號丁 | 2022年8月20日01時37分 | 遙感三十五號04組衞星 | - | 西昌衞星發射中心 | |
9 | 長征二號丁 | 2022年8月24日11時01分 | 北京三號B南寧一號衞星 | - | 太原衞星發射中心 | |
10 | 長征二號丁 | 2022年9月6日12時19分 | 遙感三十五號05組衞星 | 西昌衞星發射中心 | ||
11 | 長征二號丁 | 2022年9月21日7時15分 | 雲海一號03星 | 酒泉衞星發射中心 | ||
12 | 長征二號丁 | 2022年10月9日7時43分 | 先進天基太陽天文台衞星 | 酒泉衞星發射中心 | ||
13 | 長征二號丙 | 2022年10月13日6時53分 | S-SAR 01星 | 太原衞星發射中心 | ||
14 | 長征二號丁 | 2022年10月15日3時12分 | 遙感三十六號衞星 | 西昌衞星發射中心 | ||
15 | 長征二號F遙十五運載火箭 | 2022年11月29日23時08分 | 神舟十五號載人飛船 | 酒泉衞星發射中心 | ||
16 | 長征二號丁 | 2022年12月15日2時25分 | 遙感三十六號衞星 | 西昌衞星發射中心 | ||
17 | 長征二號丁 | 2023年1月13日15時00分 | 遙感三十七號衞星、試驗二十二號A/B星 | 酒泉衞星發射中心 | ||
18 | 長征二號丙 | 2023年7月9日19時0分 | 衞星互聯網技術試驗衞星 | 酒泉衞星發射中心 | ||
19 | 長征二號丁 | 2023年7月27日4時02分 | 遙感三十六號衞星 | 西昌衞星發射中心 | ||
20 | 長征二號丁 | 2023年10月5日8時24分 | 遙感三十九號衞星 | 西昌衞星發射中心 | ||
21 | 長征二號丁 | 2023年10月15日8時54分 | 雲海一號04星 | 酒泉衞星發射中心 | ||
22 | 長征二號丙/遠征一號S | 2023年11月16日11時55分 | 新一代海洋水色觀測衞星 | 酒泉衞星發射中心 | ||
23 | 長征二號丙運載火箭 | 2023年12月4日12時10分 | 埃及二號衞星 | 酒泉衞星發射中心 | ||
24 | 長征二號丙Y75運載火箭 | 2023年12月4日12時10分 | 星池一號第二組A/B星 | 酒泉衞星發射中心 | ||
25 | 長征二號丙運載火箭 | 2023年12月30日8時13分 | 衞星互聯網技術試驗衞星 | 酒泉衞星發射中心 | ||
26 | 長征二號丙運載火箭 | 2024年1月9日15時03分 | 愛因斯坦探針衞星 | 西昌衞星發射中心 | ||
27 | 長征二號丁運載火箭 | 2024年4月15日12時12分 | 四維高景三號01星 | 酒泉衞星發射中心 | ||
28 | 長征二號丁運載火箭 | 2024年4月21日7時45分 | 遙感四十二號02星 | 西昌衞星發射中心 | ||
29 | 長征二號F遙十八運載火箭 | 2024年4月25日 | 神舟十八號 | 酒泉衞星發射中心 |
長征二號系列型號
中國運載火箭技術研究院以長征二號為原型先後研製出長征二號甲、長征二號丙、長征二號丁、長征二號E、長征二號F等各型運載火箭,形成長征二號系列運載火箭
[15]
。
型號 | 概況 |
---|---|
長征二號甲 | 長征二號甲即長征二號運載火箭的微小改進型。在1974年長征二號首發失敗後,研製方對長征二號使用的風暴一號火箭第二級的陀螺控制系統作了微小改進
[16]
。 |
長征二號丙(CZ-2C)是一種兩級常規液體運載火箭,主要用於發射低軌和太陽同步軌道衞星。火箭全長43.72米,箭體與整流罩直徑均為3.35米,起飛質量245噸,近地軌道運載能力為4.0噸
[5]
[17-19]
。 | |
長征二號丁(CZ-2D)由上海航天技術研究院研製,是一種二級常規液體推進劑運載火箭,是在長征四號甲(CZ-4A)的基礎上減少常規液體三子級,並進行適應性改進形成的火箭,主要用於發射近地軌道衞星
[21-24]
。 | |
長征二號所獲榮譽
長征二號總體評價
長征二號採用了當時新研製的75噸推力發動機,大大超過長征一號所用的發動機,後來中國所有的運載火箭都是以75噸發動機為基礎研製的。不但發動機性能提高,而且長征二號在導彈基礎上研製火箭的過程中,還解決了一系列技術難題後才得以成功
[2]
[36]
。(《科技日報》、《當代中國的航天事業》評)
長征二號是根據液體導彈改進而來,具有明顯的武器特點。作為第一代火箭之一,長征二號解決了中國運載火箭有無問題,但火箭運載能力等總體性能偏低,使用維護性差,發射場測試發射週期長,採用模擬控制系統
[15]
。(《宇航總體技術》評)
- 參考資料
-
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