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新動態(tài)：首飛40周年 細(xì)數(shù)“金牌火箭”長二丙火箭的那些“第一”

2022-09-09 21:39:37來源：央視新聞客戶端  

長征二號丙火箭是我國服役年限最長的火箭，1982年9月9日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心首飛成功，將我國首顆應(yīng)用型返回式衛(wèi)星送入太空，并在隨后的十年里包攬了我國所有返回式衛(wèi)星的發(fā)射任務(wù)，迄今已有四十年的歷史，回顧歷史讓我們一起細(xì)數(shù)下這枚“金牌火箭”身上的那些“第一”。

長征二號丙火箭首飛


(資料圖片)

服役年限第一名的火箭

1975年11月26日，由中國運載火箭技術(shù)研究院抓總研制的長征二號火箭將我國第一顆返回式衛(wèi)星準(zhǔn)確地送入預(yù)定軌道，拉開我國常規(guī)液體推進(jìn)劑火箭的帷幕。

為實現(xiàn)更重衛(wèi)星的發(fā)射，型號隊伍組織開展了長征二號火箭的改進(jìn)設(shè)計。改型火箭近地軌道運載能力由1800公斤提高到2500公斤，可靠性同步大幅提升，因此另設(shè)“番號”——長征二號丙火箭。長二丙火箭首飛成功之后，便全面替代長征二號火箭執(zhí)行發(fā)射任務(wù)，實現(xiàn)無縫升級。

長征二號丙火箭

自1982年9月9日成功首飛以來，長二丙火箭現(xiàn)已服役40周年，是我國目前服役時間最長的運載火箭。其間通過構(gòu)型火箭、系統(tǒng)改進(jìn)，持續(xù)推進(jìn)可靠性提升和運載能力增長。當(dāng)前長二丙火箭長約43米，一、二級和整流罩直徑均為3.35米；起飛重量約242.5噸；2021年8月24日成功飛行的4.2米構(gòu)型整流罩，已逐漸成為主力整流罩。

長征二號丙4.2米整流罩構(gòu)型火箭

第一型榮獲運載火箭“全國質(zhì)量金質(zhì)獎”的“金牌火箭”

1982年9月9日，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，長征二號丙火箭成功發(fā)射我國第4顆返回式衛(wèi)星，完滿完成首次發(fā)射任務(wù)。自此，長二丙火箭一路穩(wěn)扎穩(wěn)打，伴隨中國航天事業(yè)“節(jié)節(jié)高”，創(chuàng)下了一個又一個的佳績。

1987年，長二丙火箭在成功發(fā)射我國第10顆返回式衛(wèi)星后，被中國質(zhì)量協(xié)會授予“全國質(zhì)量金質(zhì)獎”，是我國第一型榮獲運載火箭“全國質(zhì)量金質(zhì)獎”的火箭。

長二丙火箭被中國質(zhì)量協(xié)會授予“全國質(zhì)量金質(zhì)獎”

此外，長二丙火箭自1982年首飛之后，截至1998年底的17次發(fā)射均圓滿成功，因此被授予“優(yōu)質(zhì)長征二號丙運載火箭金牌”，是我國第一型“金牌火箭”。

用途范圍第一名的火箭

我國以長二丙火箭為基礎(chǔ)，后又研制出了帶固體上面級的長征二號丙/FP、長二丙/SM、長二丙/SMA和帶液體上面級的長二丙/YZ-1S構(gòu)型火箭。長二丙及其改進(jìn)型火箭是長征系列運載火箭中唯一同時具備發(fā)射近地軌道（LEO）、太陽同步軌道（SSO）、地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）及大橢圓軌道衛(wèi)星能力的運載火箭，發(fā)射方式有單星發(fā)射、串并聯(lián)雙星、并聯(lián)三星發(fā)射、側(cè)掛多星發(fā)射。因此長二丙及其改進(jìn)型火箭是我國目前運用最靈活、用途最廣泛的運載火箭。

長征二號丙火箭部分構(gòu)型

“衍生”型號第一名的火箭

兩級狀態(tài)長二丙火箭是我國常規(guī)液體推進(jìn)劑火箭的基石。在“下捆上改”的指引下，快速構(gòu)建了我國常規(guī)液體推進(jìn)劑火箭型譜，為我國宇航事業(yè)搭建好平臺。

加上液氫液氧的三子級即衍生出長征三號火箭，用于發(fā)射地球同步軌道衛(wèi)星，后續(xù)又衍生出長征三號甲、長征三號乙和長征三號丙系列火箭。

長征三號甲系列火箭

加上常規(guī)推進(jìn)劑三子級，即衍生出長征四號火箭，用于發(fā)射太陽同步軌道衛(wèi)星。

長征四號丙火箭

捆綁四枚同類型液體助推火箭，即衍生出長征二號E大推力運載火箭；進(jìn)一步改進(jìn)優(yōu)化，則構(gòu)建起我國空間站建設(shè)的“功臣、頂梁柱”——長征二號F火箭。

長征二號F火箭

第一型涉足國際發(fā)射服務(wù)的火箭

我國的對外發(fā)射服務(wù)和技術(shù)合作在1985年就開始了。1985年，中國首次參加巴黎國際航空展覽會，同法國公司簽訂了一份使用長二丙火箭在發(fā)射返回式衛(wèi)星的同時，搭載法國公司微重力試驗裝置的合同。這后來被看作是中國航天首次進(jìn)入國際商業(yè)發(fā)射市場的標(biāo)志。

長二丙火箭發(fā)射法國馬特拉公司微重力實驗裝置

1987年11月，中國又和一家瑞典公司簽訂合同，明確使用長二丙火箭搭載發(fā)射瑞典公司的“FREJA號”科學(xué)試驗衛(wèi)星，這也是中國首次簽訂的衛(wèi)星搭載發(fā)射服務(wù)合同；1992年10月6日，第十四顆返回式衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)中圓滿完成搭載服務(wù)?？梢哉f，長二丙火箭是我國第一型涉足國際發(fā)射服務(wù)的火箭。

實現(xiàn)我國空間探索第一次國際合作的火箭

2003年12月30日，長二丙/SM火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射的探測1號衛(wèi)星是“雙星”計劃中的第一顆衛(wèi)星（赤道星）。地球空間雙星探測計劃是中國國家航天局與歐洲空間局的合作項目。長二丙/SM火箭的順利升空，實現(xiàn)了我國空間探索的第一次國際合作。

當(dāng)中國科學(xué)院提出與歐空局合作開發(fā)地球探測雙星項目時，選擇什么樣的運載火箭是該項目的關(guān)鍵問題。長二丙火箭由于其輝煌的發(fā)射歷史而被選中。根據(jù)衛(wèi)星的工作軌道和姿態(tài)要求，長二丙火箭采用了全新設(shè)計的上面級。新型長二丙火箭不負(fù)眾望，首次發(fā)射一舉成功。

第一次將國產(chǎn)衛(wèi)星發(fā)射到大橢圓軌道的火箭

長二丙/SM火箭成功地將探測1號衛(wèi)星發(fā)射到了近地點550公里、遠(yuǎn)地點66970公里的預(yù)定衛(wèi)星工作軌道，這是當(dāng)時我國發(fā)射的工作軌道最高的一顆衛(wèi)星。發(fā)射到這么高的軌道，需要火箭具有相當(dāng)大的推力，不僅要將衛(wèi)星送入軌道，還要將衛(wèi)星的姿態(tài)調(diào)整到一定的位置。

長征二號丙火箭

長二丙/SM火箭采用長二丙加固體上面級，其一、二級將衛(wèi)星與上面級送入停泊軌道；上面級與二級分離后，進(jìn)行調(diào)姿、滑行、起旋，并在預(yù)定軌道變軌，使衛(wèi)星進(jìn)入軌道；上面級再消旋、調(diào)姿，使衛(wèi)星的自旋軸垂直于黃道平面后，上面級再起旋至衛(wèi)星要求轉(zhuǎn)數(shù)，然后與衛(wèi)星分離。

第一次與上面級聯(lián)合執(zhí)行發(fā)射任務(wù)的火箭

長二丙/SM火箭最突出的特點是研制了一個全新的上面級。該上面級采用自旋穩(wěn)定的姿態(tài)控制方式，并針對自旋穩(wěn)定的特點，完成了大角速率長壽命慣組、四重分集GPS接收機(jī)、大推力小偏差固體發(fā)動機(jī)等重要技術(shù)的研制。

長征二號丙火箭

第一型在3個內(nèi)陸發(fā)射場成功執(zhí)行過任務(wù)的火箭

早在2003年，長二丙火箭就已經(jīng)見識過戈壁胡楊、踏上過黃土高原、走進(jìn)過橫斷山脈，在酒泉、太原、西昌發(fā)射場執(zhí)行的發(fā)射任務(wù)均完滿完成，是我國第一型在內(nèi)陸3個發(fā)射場都成功執(zhí)行過任務(wù)的火箭。

長征二號丙火箭

不同發(fā)射場的塔架設(shè)備及與運載的接口關(guān)系、氣候環(huán)境各不相同，要求火箭的適應(yīng)性極高。高可靠性、高適應(yīng)性是金牌火箭長二丙的代名詞。

第一型實現(xiàn)一子級受控再入的火箭

2019年7月26日，長二丙火箭在遙感三十號07組衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)中搭載驗證了我國首個基于柵格舵的一子級再入控制技術(shù)。團(tuán)隊先后突破寬馬赫數(shù)復(fù)雜包線的柵格舵再入子級氣動設(shè)計與精確預(yù)示技術(shù)、高動態(tài)強(qiáng)氣動耦合條件下的子級再入控制技術(shù)、大尺寸柵格舵鎖定展開與傳動技術(shù)、高集成度智能化電氣設(shè)計技術(shù)等實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計-搭載飛行一次成功，實際落點距離理論落點僅偏差1.9千米。裝備后，一子級落點范圍將縮小96%以上。

實現(xiàn)一子級受控再入的長二丙火箭

第一型實現(xiàn)整流罩帶傘降落的火箭

2021年7月19日，長二丙火箭在西昌發(fā)射的遙感三十號第十組衛(wèi)星任務(wù)中成功搭載驗證了“整流罩再入控制用減速傘超聲速開傘”，“整流罩落區(qū)控制”關(guān)鍵技術(shù)得到突破，破解了整流罩再入過程跨音速段結(jié)構(gòu)極易解體的難題，首次實現(xiàn)我國運載火箭整流罩帶傘降落。型號正在攻關(guān)的“整流罩落區(qū)控制技術(shù)”不僅將縮小整流罩落區(qū)面積縮小80%以上，更有望突破無損或輕損著陸、回收。

實現(xiàn)帶傘降落的長二丙火箭整流罩

40年來，長二丙火箭在我國航天人的接續(xù)奮斗中，技術(shù)上不斷創(chuàng)新完善，可靠性不斷提高增長，達(dá)到了任務(wù)適應(yīng)能力強(qiáng)、可靠性高、任務(wù)響應(yīng)周期短的先進(jìn)水平。

（總臺央視記者 崔霞 陶嘉樹 航天科技集團(tuán)一院 王偉童 陳奕君）

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