細項
長征一號是為發射我國第一顆人造地球衛星
東方紅一號而研製的三級
運載火箭。它的一、 二級火箭採用當時的成熟技術,並為發射衛星做了適應性修改,第三級是新研製的以
固體燃料為 推進劑的
上面級。1967年11月, 決定由中國運載火箭技術研究院負責研製。1968年初,完成了 火箭的總體設計,之後又用了兩年左右的時間完成了各種大型的地面試驗。1970年4月24日,長 征一號火箭首次發射,將中國第一顆人造地球衛星東方紅一號順利送入軌道,發射獲得圓滿成 功。1971年3月3日,長征一號火箭第二次發射,把實踐一號科學試驗衛星準確送入軌道,又一次 取得圓滿成功。相對於70度傾角、440公里高的圓軌道,長征一號火箭的運載能力為300千克(kg),此 火箭共進行了兩次發射,均獲得成功。
長征一號的研製成功,揭開了我國航天活動的序幕。
為了提高長征一號火箭的運載能力,適應國內外小型衛星發射市場需求,根據長征一號改 進的長征一號丁火箭正時刻準備著進入發射市場。長征一號丁的低軌道(185千米)運載能力為850 千克(kg),同步軌道的運載能力為200千克(kg)。
總體參數
級數:3
全長:29.860米
翼展:3.810米
起飛質量:81570千克
起飛推力:1020千牛
起飛推重比:1.275
運載能力:300千克(440公里圓軌道, 傾角70度)
入軌精度:近地點440公里時,高度偏差±4千米,軌道面傾角偏差±1.5度
設計原則
長征一號一二級採用東風四號原型不作修改,第三級為
固體火箭。衛星和固體火箭包羅在整流罩內不受氣流的沖刷和加溫。固體三級自旋穩定(180轉/分),二級關機後,以噴射氮氣的姿態控制發動機來保持滑行段的穩定飛行。
研製細節
故障方案
由於長征一號是第一次研製的運載火箭,為防止火箭在飛行過程中出現一些故障,科研人員預先為火箭提供了一些解決方案。如火箭滑行段和三級固體火箭出現故障,衛星墜落,觸及大氣層,會產生很大過載,衛星上的過載開關會切斷播放東方紅的樂曲。這樣可以避免衛星唱著東方紅樂曲落地後產生的不良政治後果。
整流罩研製
長征一號運載火箭整流罩包羅體積大,要求平行分離,分離速度≥5.5米/秒。按照設計採用爆破螺栓解鎖,在火藥作用下實施兩個半罩分離。由於開始設計時科研人員把兩個半罩看成是剛體,按照剛性體進行計算,使用火藥量過小,獲得分離速度不夠,多次試驗達不到分離速度要求。實際上整流罩是一個彈性體,彈性體容易變形,會吸收很多火藥的能量,使分離的能量大為減少。為了滿足分離速度要求,科研人員一方面採取了成倍加大火藥量,另一方面強化整流罩的剛度,整流罩部分結構採用了剛度大的鋼鐵組合件代替原來鋁組件,使火藥能量傳遞到兩個半罩,實施快速分離,滿足了5.5米/秒分離速度的要求。
滑行段推進劑晃動的控制問題
長征一號滑行段推進劑箱內有剩餘的液體,它的晃動按失重場推導出來的公式計算(頻率和液面高度)水錘大小,液體晃動波可達到推進箱頂。晃動大、噴氮氣簡易姿態控制能力是否能克服晃動引起的
水錘作用力,科研人員在討論時眾議紛紛。經研究後科研人員認為,長征一號火箭滑行段軌道的離心力不等於地球質量的吸引力,不是真正的失重場,我們稱為失重。液體波高到一定的程度,出現浪花,吸收很大能量,長征一號火箭滑行段液體波不會升到箱頂。在大多數人統一思想後,在箱底附近增加了一個大阻尼板,以減少晃動。此事請示了
錢學森同志,他表示同意。飛行遙測證明,長征一號火箭滑行段飛行是穩定的,沒有受到液體
推進劑晃動的影響。
型號
長征一號
“長征一號”運載火箭是一種
三級火箭,主要用於發射近地軌道小型有效載荷。火箭全長29.86米,最大直徑2.25米,起飛重量81.6噸,起飛推力112噸,能把300千克重的衛星送入440公里高的
近地軌道。1970年4月24日,長征1號運載火箭成功地將“東方紅一號”衛星送入預定軌道,奠定了
長征系列火箭發展的基礎。
長征一號乙
也被稱作“長征一號馬傑”。是長征一號的第一個改進方案。方案提出使用意造馬傑火箭的第三級意麗絲固體火箭發動機來替換國產的第三級GF-02固體火箭發動機。火箭的一、二級沒有更變。但當時因缺乏資金所以沒有向義大利購買馬傑火箭的第三級,長征一號乙也沒有投入生產。
長征一號丙
也沒有投入生產。第一、二級使用長征一號的發動機,保留不變,而第三級使用更先進的四氧化二氮
偏二甲肼固體燃料,使火箭的近地運載能力提高到半噸。1984年首次成功測試第三級發動機,但因種種原因,
中國運載火箭技術研究院於1988年取消了長一丙工程。
長征一號丁
長征一號丁運載火箭是“長征1號”火箭的改進型。主要的改進有:提高一子級發動機推力;提高二、三子級性能;採用“平台-計算機”全慣性制導。經過改進,“長征1號D”火箭可以發射各種低軌道衛星,並已投入商業發射。
發射記錄
次序 | 時間 | 火箭型號 | 地點 | 載荷 | 軌道 | 結果 | |
1 | 1970-04-24.21:35:44.7 | 長征一號 | 酒泉5020工位 | 東方紅一號 | LEO | 成功 | |
2 | 1971-03-03.20:03 | 長征一號 | 酒泉5020工位 | 實踐一號 | LEO | 成功 | |