概 述
长征四号系列运载火箭由风暴一号、长征四号、长征四号A、长征四号B等火箭组成,由上海航天局负责研制。风暴一号是一种两级火箭,1969年8月开始研制,主要用来发射低轨道科学试验卫星,曾研制过三种状态的火箭,1982年停止使用。在风暴一号基础上,于1979年开始研制三级常规运载火箭长征四号,作为发射地球同步轨道卫星的运载火箭的另一方案,1982年停止研制。在此基础上转入研制长征四号A火箭,用于发射太阳同步轨道卫星,并于1988年9月7日成功地将中国第一颗试验气象卫星——风云一号送入预定轨道。1990年9月3日进行了第二次发射试验,将三颗卫星同时射入预定轨道。1989年2月在长征四号A的基础上,又开始研制长征四号B火箭,可运送尺寸和质量更大的对地观测应用卫星。
长征四号系列火箭的总体参数和运载能力见表1。
表1 长征四号系列运载火箭
| 型号名称 |
级数 |
全长
(米) |
最大直径
(米) |
起飞质量
(吨) |
起飞推力
(千牛) |
运载能力(轨道)
(公斤) |
| 风暴一号 |
2 |
32.57 |
3.35 |
192.679 |
2746 |
1500(近地轨道) |
| 长征四号 |
3 |
41.901 |
3.35 |
248.926 |
2942 |
1250(静地转移轨道) |
| 长征四号A |
3 |
41.901 |
3.35 |
241.092 |
2942 |
1500(太阳同步轨道) |
| 长征四号B |
3 |
45.576 |
3.35 |
248.470 |
2971 |
2200(太阳同步轨道) |
风暴一号
风暴一号运载火箭是1969年8月国家下达任务,由上海航天局负责研制的两级液体火箭,采用四氧化二氮和偏二甲肼作推进剂,主要用来发射低轨道卫星。根据不同的任务和用途,曾先后研制过三种状态的火箭。1972年8月首次进行遥测试验火箭发射,取得了基本成功。1975年7月发射了中国第一颗质量超过1吨的卫星。1977年7月用风暴一号进行了低弹道第一次飞行试验。
风暴一号在我国酒泉卫星发射中心进行了11次飞行,取得了7次成功,共发射了6颗低轨道人造地球卫星(其中包括1981年9月我国第一次用一枚火箭同时发射的3颗卫星),并成功地为新技术试验进行了两次低弹道发射。风暴一号火箭于1982年停止使用。
一、主要技术性能(表2)
二、总体布局
风暴一号运载火箭全长32.57米,起飞质量192679公斤,由一、
二子级组成。除箭体结构外,箭上装有控制系统、遥测系统、跟踪测量系统、安全自毁系统、推进系统和电源配电系统等设备。
表2 风暴一号的主要性能参数
级数 2
全长 32.570米
最大直径 3.35米
起飞质量 192679公斤
起飞推力 2746千牛
推重比 1.453
运载能力 1500公斤(近地点190
公里、倾角69度轨道)
入轨精度
近地点高度偏差 8公里
倾角偏差 0.3度
近地点幅角偏差 10度
升交点经度偏差 0.2度
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一子级
级长 23.819米
直径 3.35米
质量 151303公斤
结构质量 8992公斤
推进剂质量 142730公斤
发动机 FY-21
推进剂 四氧化二氮/偏二甲肼
地面推力 2746千牛地面
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比冲 2535牛·秒/公斤
工作时间 128.089秒
─────────────────────
二子级
级长 8.607米
直径 3.35米
质量 39515公斤
结构质量 3535公斤
推进剂质量 36095公斤
发动机 FY-23
推进剂 四氧化二氮/偏二甲肼
真空推力 716千牛(主机)
44.13千牛(游机)
真空比冲 2815牛·秒/公斤(主机)
2736牛·秒/公斤(游机)
工作时间 117.41秒(主机)
323.41秒(游机)
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卫星整流罩
长度 3.144米
质量 242公斤
直径 2.2米
有效容积 5.1立方米
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一、二子级的布局与长征二号C的基本相同,主要不同处在火箭头部。为使卫星免受大气层气流冲刷,风暴一号在卫星外部装设了球锥形整流罩。仪器舱位于二子级前部,前端与卫星及整流罩相连,仪器舱壳体作为它们的支承件,内部装有控制系统、跟踪测量系统、安全自毁系统的大部分仪器。其它仪器安装在箱间段、级间段及尾段舱体内部。火箭外部Ⅱ、Ⅳ基准处分别设置有电缆和增压供气管路的通道。贮箱前底都开设人孔口盖,仪器舱、箱间段、尾段、级间壳段都设置设备检修窗口,给火箭维护使用带来了方便。
三、箭体结构
一子级由级间壳段、杆系、氧化剂箱、箱间段、燃料箱、后过渡段和尾段组成。二子级由仪器舱、氧化剂箱、箱间段和燃料箱组成。头部有卫星整流罩。一、二子级的贮箱和舱段结构与长征二号C的基本相同。
卫星整流罩是为保护卫星顺利穿越大气层而专门设计的舱体。它由半径为650毫米的球壳和半锥角为10度的截锥体分为两个半壳组成,底部直径为2200毫米,总长为3144毫米。整流罩采用铆接结构。球头部分为酚醛玻璃钢模压件。截锥体部分为蒙皮桁条金属薄壁结构,中间设有加强框。为满足卫星透波率要求,在卫星天线的相应部件,整流罩局部的蒙皮使用5毫米厚的环氧树脂玻璃钢。由于飞行中气动加热严重,表面涂覆耐高温涂层。整流罩在火箭飞行高度超过110公里后与箭体分离,分离采用爆炸螺栓解锁,弹射筒平推分离方案,两个半罩的横向分离速度约为5米/秒。
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