长征一号运载火箭研制往事

来源: 明开 2010-06-11 20:26:22 [] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读: 次 (6680 bytes)
长征一号运载火箭研制往事


发布时间:2010年04月30日  
 
  1965年10月,七机部八院(北京空间机电研究所前身)总工程师王希季受命主持用于发射中国第一颗人造地球卫星的运载火箭的总体方案设想。他和参与论证的有关各单位代表一起,从中国的国情实际出发,从科学技术的现实出发,将探空火箭技术与导弹技术相结合,和参与论证的科研人员一起研究,提出了由七机部一院正在研制的中远程液体导弹(由两级液体火箭组成)为基础,加上七机部四院尚待研制的固体发动机(GF-02)作动力装置的第三级火箭相组成长征一号运载火箭的总体方案。这个方案在可靠基础上力求先进,符合国情,比较简单且切实可行。1966年3月,七机部召开总体方案论证会议,长征一号运载火箭总体方案获得了通过确定。

  1966年下半年,"文革"兴起,科研单位正常工作秩序受到影响。1967年11月,七机部根据国防科委对国防科研任务分工的原则和决定,将长征一号火箭设计工作移交给七机部第一研究院承担。这时,王希季已带领研制人员完成了总体方案设计,考虑了末级火箭(即第三级火箭)的起旋方案、火箭飞行程序设计等关键技术问题,完成了末级火箭总体设计等大量设计、计算工作。杨南生也同时带领研制人员完成了GF-01A固体发动机(第三级固体发动机GF-02的基础缩比型)和点火用的小发动机(固体燃料)的研制工作。为了保证东方红一号卫星的发射成功,长征一号运载火箭第三级固体发动机(四院研制)及其分离、旋转小发动机(八院研制)的高空点火已成为关键技术之一。

  七机部于1967年5月下达给八院研制T-7A(Y5)火箭的任务,重点进行发动机高空点火系统性能试验,火箭不要求回收。双方于1967年11月研究确定,T-7A(Y5)火箭由T-7A火箭第一、二级(即助推固体发动机和液体燃料发动机)增加采用固体火箭发动机(GF-01A推进剂为聚硫橡胶)的第三级火箭和箭头结构等组合而成,是一种新型三级无控制火箭。这种多级火箭不是T-7A运载工具的简单改装,而是由三台发动机(固体+液体+固体发动机)串联组合而成。T-7A(Y5)火箭的起飞质量1345公斤(其中第三级火箭226公斤),总长度11.682米,最大飞行高度261公里。

  为了保证三级火箭的飞行稳定,采用了三级火箭每级均设置尾翼稳定,由于第三级火箭尾翼适当减小,故又利用火箭箭体增设的旋转发动机舱,装了两个轴线相平行、喷管指向彼此相反的小固体发动机,按预定程控装置控制这两个小发动机同时点火,使第二子级火箭和第三级火箭组成的组合体绕纵轴可具有3转/每秒自旋速度的自旋稳定相结合,以确保第三级火箭的飞行稳定,并有利于清除第三级固体发动机推力偏斜的影响。为了保证单元技术高空点火试验的数据采集,又研制了晶体管化的四路遥测系统,采用脉冲调幅一调频体制,装载在火箭箭头舱内,用以遥测三台固体发动机(GF-01A发动机、CZ-1第三级火箭用以点火发动机和自旋小发动机点火延时和工作压力,以及火箭飞行过程中的轴向的超载系数和自旋速度等的参数。

  1968年8月8日至8月20日,T-7A(Y5)研究试验三级火箭,在我国西北探空火箭发射场(位于我国酒泉卫星发射中心内),使用T-7A螺旋导轨发射架,进行了两次发射,均获得了成功,其中一枚火箭的飞行试验达到了312公里的高度。这两枚火箭的飞行试验,均通过箭头装载的遥测系统,获取得所需的试验数据,验证了:发动机点火系统高空点火工作可靠,性能稳定正常,达到了试验的预期效果;GF-01发动机和自旋小发动机的结构可靠,工作性能稳定,重现性良好,从而为我国长征一号运载火箭和东方红一号卫星的发射成功,奠定了坚实的技术基础,作出了重要的贡献。

  1967年11月之后,七机部八院,尽管不再承担长征一号运载火箭的总体设计。但王希季同志仍在七机部的支持下,带领研制人员大力协同七机部一院:负责研制长征一号运载火箭末级滑行段(指第二级火箭发动机熄火到末级火箭发动机点火之间的惯性飞行段)的姿态控制系统;完成了末级火箭观测裙观测系统的研制(用来提高末级火箭的亮度:从原为4-7等星亮度,提高到2-3等星亮度,以使地面的公众,能用肉眼就能看到未级火箭,从而间接地看到东方红一号卫星(原为5-8等星亮度),故人们又称它为卫星观测裙。因此这项研制任务,系由国防科委第五研究院五O一部于1968年11月提出,委请七机部八院承担研制的,以实现用一个观测裙肩负末级火箭和东方红一号卫星双观测的目的;负责研制了T-7A(Y5)试验研究三级火箭,进行了固体火箭发动机点火系统的单元技术在高空的性能试验、验证了长征一号末级火箭固体发动机和自旋的发动机的点火系统在高空点火性能良好,工作稳定,重现性可靠。以上三项均为长征一号运载火箭技术关键的攻克和研制进程的加快,起到良好的促进和推动作用。

  七机部四院杨南生同志继续奋战在内蒙基地三区四区,带领研制人员艰辛地开展着我国第一枚运载火箭长征一号第三级固体发动机的研制。这种末级固体发动机(代号为GF-02)直径为770毫米,全长为4米,装药量1.8吨(聚硫橡胶推进剂),要在600公里高空点火,在每分钟180次旋转条件下工作。经过不断探索研制规律,总结经验教训,解决了推进剂配方精化的研究,改进了装药的浇注工艺,攻克了药柱裂纹和不稳定燃烧等技术关键的基础上,又针对长征一号末级火箭工作的条件下,首次旋转试车所出现的问题,采取了切实的改进措施,先后解决了发动机的脱粘和燃烧中氧化铝沉积等关键技术问题。从而通过了19次地面试车(其中5次是高空模拟试车)全部获得成功,发动机各项技术指标,均达到设计要求,产品进入交付使用状态。 1970年4月24日,长征一号运载火箭,在我国酒泉卫星发射中心进行首次发射,成功地把东方红一号卫星(直径1米,重173公斤,相当于前苏联、美国、法国、日本发射的第一个卫星重量之和)送入近地点439公里,远地点高度2384公里和倾角(轨道平面与地球赤道平面的夹角)68.5度的环绕地球运行的轨道。4月25日20时29分东方红一号卫星和长征一号末级火箭飞经我国首都北京地区上空时,王希季、杨南生及参与研制任务的众多科技人员,和北京市民一起,怀着十分喜悦的心情,遥望着他们殚精竭虑研制成功的中国第一颗星和末级火箭观测裙而反射太阳光形成的亮点在空中缓缓飞过的轨迹。

  长征一号运载火箭发射东方红一号卫星获得圆满成功,使中国成为继前苏联、美国、法国和日本之后,第五个拥有航天运载工具和航天飞行器的国家。王希季、杨南生和参与研制任务的科技人员均为长征一号运载火箭最终研制成功,为中国在运载工具和人造卫星领域取得了"零"的突破,并实现了在总体方案论证时,要满足寻求实用、力求先进所具备的几个基本条件:第一颗人造地球卫星首先要做到"能成功地飞上天,进入轨道运转起来";地面测量系统能"抓得住,跟得上";在地面上能"看得见"(2-3等星亮度),"听得到"(卫星上播出的东方红乐曲);长征一号运载火箭还应具备发射科学探测和应用卫星的能力。他们都得以取得预期的重大科技成果而感到自豪。

  紧接着我国第二颗“实践一号”科学实验卫星选用长征一号作运载工具,于1971年3月3日晚在我国酒泉卫星发射中心发射成功。卫星运行轨道近地点为266公里,远地点为1826公里,轨道平面倾角69.9度,卫星绕地球一圈的周期为106分钟。这颗科学探测和技术试验卫星其主要任务是试验太阳能电池供电系统,主动无源温度控制,长寿命遥测设备和无线电线路在空间环境下长期工作性能,以及测量空间磁场,X射线,外热流等空间系数,这颗卫星原设计寿命为1年,实际上在轨道上运行直到1979年6月11日,寿命才结束,在空间实际运行八年多。

  在此期间,卫星上长期工作的遥测系统,一直清晰地向地面发回遥测信号,对遥测接收的数据分析表明,卫星上的电源系统,遥测系统,温控系统性能良好。由于它的遥测信号长期稳定地向地面发射,引起世人注目。这对我国设计和制造长寿命卫星,提供了宝贵的经验。

  至此,长征一号运载火箭的研制和应用告一段落,划上了圆满成功的句号。由此中国成为发展中国家首先自主开拓航天科技事业,并获得空间技术工程实践的重大科技成果的先进行列,而载入中国航天事业发展的科技史册。

  (来源:中国空间技术研究院网站)

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(中国技术上发展的争气),开拓了中国外交上的空间, 谢谢..。 -子英- 给 子英 发送悄悄话 子英 的博客首页 (0 bytes) () 06/11/2010 postreply 23:02:53

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