基本介紹
- 中文名：長征四號甲
- 外文名：Long March 4A
- 火箭類型：三級常溫液體運載火箭
- 火箭代號：CZ-4A/LM-4A
- 前型/級：長征三號
- 次型/級：長征五號
- 國家：中國
- 設計單位：上海航天技術研究院
- 火箭全長：41.9米
- 起飛質量：241噸
- 運載能力：太陽同步軌道1.5噸（SSO）
- 火箭現狀：已退役
發展沿革,研製背景,研製歷程,技術特點,總體布局,箭體結構,推進系統,設計參數,發射記錄,科研獲獎,價值意義,
發展沿革
研製背景
20世紀70年代中期，中國同步軌道通訊衛星計畫啟動，火箭的飛行目標從近地軌道提升至地球同步軌道。在長征二號基礎上加裝三級的長征三號和長征四號應運而生，其中長征三號的第三級採用了當時技術較為先進的液氫液氧燃料發動機，同時由於擔心長征三號的三級研製難度過大而拖慢進度，中國航天工業部門確定長征四號選取了難度相對較低的常溫燃料火箭發動機作為第三級動力，兩種型號同步發展。
長征四號甲
研製歷程
長征三號和長征四號火箭的進度都頗為順利，由於氫氧燃料第三級更適合發射地球同步軌道衛星，長征三號火箭逐漸發展成中國發射地球同步軌道衛星的主力火箭。為充分利用長征四號研發已有成果，同時著眼發射太陽同步軌道氣象衛星風雲一號，研製方將長征四號火箭進一步改進成為發射氣象衛星的長征四號甲火箭。
長征四號系列火箭
1990年9月3日，長征四號甲火箭又進行了第二次發射，將風雲一號B等3顆衛星同時送入預定軌道。
長征四號甲運載火箭共進行了兩次發射，發射成功率為100%，該火箭已退役。
技術特點
總體布局
長征四號甲運載火箭是在長征二號丙基礎上進行改進設計，並增加常規液體三子級而形成的一種常規液體三級火箭，採用四氧化二氮/偏二甲肼作為推進劑，其主要任務是發射對地觀測套用衛星。長征四號甲運載火箭全長為41.9米，箭體最大直徑為3.35米，起飛質量241噸，火箭由一、二、三子級組成，除箭體結構外，箭上裝有控制系統、遙測系統、跟蹤測量系統、安全自毀系統、推進系統和電源配電系統等設備。
長征四號甲
長征四號甲運載火箭的一、二子級的布局與長征二號乙基本相同，主要不同處在火箭第三級和火箭頭部，為使衛星免受大氣層氣流沖刷，長征四號甲在衛星外部裝設了球錐形整流罩。儀器艙位於三子級前部，前端與衛星及整流罩相連，儀器艙殼體作為其支承件，內部裝有控制系統、跟蹤系統、安全自毀系統的大部分儀器。其他儀器安裝在箱間段、級間段及尾段艙體內部。
箭體結構
長征四號甲的箭體結構由有效載荷整流罩、儀器艙、氧化劑箱、燃料箱、箱間段、級間段、尾段和尾翼等部分組成。箭體結構的主要材料是鋁合金。
長征四號甲總體布局示意圖
一子級結構
一子級箭體結構由級間段、氧化劑貯箱、箱間段、燃料貯箱、後過渡段和尾段組成，級間段由級間殼段和級間桿系兩部分不同的結構構成。
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。
燃料貯箱和氧化劑貯箱均為承力式結構，都由橢球形前、後底和較短的筒段構成。貯箱內都安裝有防晃板、消漩器、增壓兼安全溢出管、液位感測器、溫度感測器等。
三子級結構
三子級貯箱採用高強鋁單層薄壁共底結構和全程常溫氦氣定值增壓，三子級發動機為雙向搖擺式控制，發動機支撐形式採用鋁合金鉚接化銑混合型短艙結構。
衛星整流罩
長征四號甲為適應衛星外形尺寸的需要，研製了大直徑衛星整流罩，由端頭帽、前錐段、圓柱段組成。端頭帽由玻璃鋼纖維材料製成，具有良好的無線電透波性。前錐段和圓柱段是由金屬蜂窩材料製成，倒錐段由化銑合金材料製成。如果需要，無線電透波視窗和操作視窗可以在柱段和前錐段上開口。
星箭對接
長征四號甲火箭可以提供標準的937B和1194機械接口，衛星的下端框與火箭的有效載荷支架的上端框對接，通過包帶來鎖緊。也可以提供爆炸螺栓型接口。
推進系統
長征四號甲採用由液體火箭發動機、泵壓式推進劑輸送系統和自生增壓系統組成的推進系統，使用自燃推進劑，氧化劑為四氧化二氮，燃料為偏二甲臍。
長征四號甲火箭在技術廠房檢測
一子級系統
一子級推進系統由組合發動機、推進劑輸送系統、增壓系統、火工品及電纜、機架等構成。火箭發動機由4台獨立的單機通過機架並聯而成的組合發動機。
二子級系統
長征四號甲二子級發動機採用大噴管，二子級推進系統由主發動機和遊動發動機組合的推力室、渦輪泵、渦輪工質供應系統、推進劑供應系統、增壓系統、火工品及電纜和機架等組成。
三子級系統
三子級推進系統由兩台獨立工作、可雙向搖擺的單機通過發動機艙並聯而成，採用泵壓式供應系統和燃氣發射器動力循環系統，具有二次起動能力。
長征四號甲發射
設計參數
型號 | 級數 | 火箭全長（米） | 最大直徑（米） | 起飛質量（噸） | 起飛推力（千牛） | 軌道運載能力（千克） |
|---|---|---|---|---|---|---|
風暴一號 | 2 | 32.57 | 3.35 | 192.679 | 2746 | 1500（近地軌道） |
長征四號甲 | 3 | 41.901 | 3.35 | 241.092 | 2942 | 1500（太陽同步軌道） |
- | 一子級 | 二子級 | 三子級 |
|---|---|---|---|
推進劑 | 四氧化二氮/偏二甲臍 | 四氧化二氮/偏二甲臍 | 四氧化二氮/偏二甲臍 |
發動機型號 | YF-21B | YF-22（主機） YF-23F（遊動發動機） | YF-40 |
發動機推力 | 2942千牛 | 719.8千牛（主機） 46.10千牛（游機） | 98.0千牛 |
真空比沖 | 2550牛*秒/千克 | 2835牛*秒/千克（主機） 2742牛*秒/千克（游機） | 2942牛*秒/千克 |
箭體直徑 | 3.35米 | 3.35米 | 2.9米 |
箭體長度 | 24.65米 | 10.40米 | 4.945米 |
工作時間 | 150.6秒 | 126.8秒（主機） 136.8秒（游機） | 329.8秒 |
長征四號發射
發射記錄
序號 | 火箭型號 | 起飛時間 | 發射場 | 載荷 | 軌道 | 結果 |
|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 長征四號甲F01 | 1988-09-07 | 太原 | 風雲一號氣象衛星 | SSO | 成功 |
2 | 長征四號甲F02 | 1990-09-03 | 太原 | 風雲一號/大氣一號甲/乙 | SSO | 成功 |
科研獲獎
1991年，長征四號甲運載火箭獲中國國家科技進步特等獎。
價值意義
長征四號甲作為常規三級運載火箭的基本型號，主要任務是發射各種對地觀測套用衛星系列。該火箭性能可靠、用途廣泛、成本低廉、適用性好，在國際衛星發射服務市場上具有競爭力。
1988年9月7日中央發電賀長征四號甲發射風雲一號衛星成功
長征四號甲的研製成功，使長征系列運載火箭的空間範圍擴大到了能覆蓋包括太陽同步軌道的全部地球軌道，使中國成為世界上繼美國、蘇聯之後第三個能夠獨立發射太陽同步軌道衛星的國家。（《中國航天》、《太空探索》 評）
長征四號甲發射
