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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 發表評論  【字體:↑大 ↓小

          氫氧發動機助推高軌衛星

          “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/液氧發動機,另一套是采用常規燃料的發動機。“當時我們院研制的是氫氧發動機,那時國外的氫氧發動機已經搞起來了,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。”茹家欣說。

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

          “長征”三號第一次發射,就因氫氧發動機二次點火不成功而失敗。“長征”三號的二級火箭關機時,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”三號要發射的地球同步軌道衛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,三級發動機二次點火加速,使衛星速度達到10.3公里/秒,逐漸飛行到36000公里高度。但由于二次點火不成,造成發射失敗。后來查找原因,發現是由于發動機溫度沒控制好,造成點火失敗。

          發現問題后,研制人員改進了發動機冷卻時的程序,加大了用于冷卻發動機的液氫、液氧用量,有效地改善了發動機二次點火的條件。4個月之后,火箭第二次發射取得圓滿成功。“長征”三號發射成功后,在實驗性氫氧發動機的基礎上,新的大推力氫氧發動機被開發出來。

          隨著新的氫氧發動機的研制,一個新的火箭型號“長征”三號甲誕生。“長征”三號甲的三級火箭裝備了2臺80千牛氫氧發動機,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,使火箭由原來只能做抬頭低頭的動作,發展到衛星要求調整到什么姿態,就能調整到什么姿態。自首飛以來,長三甲發射了多顆衛星,成功率百分之百,有“金牌火箭”之稱。在此基礎上,還發展出“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動機,主要用來發射太陽同步軌道衛星。

          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星和載人飛船的發射要求,但與先進國家相比,仍有一定差距,而我國已經開始實施的探月工程和深空探測計劃等,也對火箭技術提出了更高的要求。

          據了解,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動機--氫氧發動機和液氧/煤油發動機。其中,芯級火箭使用單臺70噸推力的氫氧發動機,一級火箭可以裝四臺。而助推器則使用液氧/煤油發動機,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。一級半火箭用來發射低軌道衛星,而發射高軌道衛星需要再加一級,用二級半火箭運載。

          茹家欣說,火箭趨勢是向低級數發展,因為從安全的角度去考慮,級數越多越不可靠。早期由于火箭發展技術比較低,只有通過增加火箭級數的辦法來增加飛行的高度和距離,沒有其他辦法。而現在隨著發動機性能的提高和結構的減輕,可以使用更少的級數來完成任務,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,還要在這個基礎上作系列化的發展,使其具備發射多種衛星和飛船的能力。

          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,我國現役的火箭,都是以75噸發動機為基礎研制出來的,已經使用了40多年,應當有新的技術來替代它。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,實現我國航天運載技術的跨越式發展。

        【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,但是多地標準已數年未漲,高溫津貼落實遭遇尷尬。
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