长征历史简介 长征二号C火箭 长征二号C火箭-简介,长征二号C火箭-历史

长征二号C火箭又称之为有长征2号C、长征二号丙运载火箭。是一枚两级运载火箭。是中国用于发射近地轨道卫星并多用于发射近地轨道卫星并多用于发射返回式卫星的主要运载工具。

长征二号丙_长征二号C火箭 -简介


长征二号C火箭

长征二号C火箭同义词有长征2号C、长征二号丙运载火箭。根据发射卫星的需要,1970年对长征二号火箭进行了改进,研制成功了长征二号丙(CZ-2C)火箭。长征二号丙运载火箭,是在长征二号运载火箭基础上进行改进研制的,进一步提高了运载能力和可靠性。长征二号丙火箭的研制成功,将中国运载火箭低轨道运载能力由长征一号的300公斤提高到3000公斤,尤其是长征二号丙火箭的连续发射成功,表明中国的运载火箭技术已经成熟,并达到世界先进水平。

长征二号丙_长征二号C火箭 -历史

聂荣臻元帅亲自组建


长征-2C结构图

中国航天运载系统的发展起步于1956年10月,由聂荣臻元帅亲自组建的中国第一个火箭导弹研究机构――国防部第五研究院成立,1960年在前苏联中止对中国火箭研制的援助之后,中国开始了自主研制火箭的历程。

两弹一星

1965年,鉴于中国中程导弹、各种探空火箭、固体火箭的研制和发展试验工作都取得了较大进展,获得了必要的技术储备,中国一方面正在研制远程导弹,另一方面也开始着手为发射人造地球卫星研制运载火箭。研制运载火箭与远程导弹相比有两项新的要求:一是火箭要能飞出大气层;二是火箭速度必须达到第一宇宙速度。也就是能在近地轨道绕地球作圆周运动的速度。经过几年的艰苦努力和探索,1970年4月24日,长征一号火箭首次发射成功,将中国的第一颗人造地球卫星东方红一号送入轨道,实现了“两弹一星”的伟大工程目标,从此,中国开始进入航天时代。长征一号也作为中国自行研制的第一种运载火箭永载航天史册。

首发试验

在“两弹一星”精神的激励下,1971年,中国第一颗返回式卫星正式立项,其运载火箭按照火箭序列命名为长征二号(CZ-2),低轨道运载能力为1400千克。长征二号火箭于1974年11月5日进行了首发试验,火箭起飞后姿态失稳后炸毁,发射失利。

4次发射

长征二号首飞失利后,给整个型号队伍造成了非常被动的局面,但整个队伍顶住了压力,认真分析、改进设计,终于经过一年的努力,于1975年11月26日发射成功,随后,长征二号火箭进行了4次发射(一次失利,3次成功),奠定了长征二号丙火箭立足的基础。

长征二号丙_长征二号C火箭 -成长过程

功能不断扩展


长征二号丙运载火箭(CZ-2C)

为适应国内外太阳同步轨道,极地轨道及一箭多星的需求,在CZ-2C火箭基础上首次研制成功了双星旋转分离的上面级和自旋章动控制的固体上面级。巧妙地实现了双星同时旋转分离技术;大固体发动机的上面级旋转章动控制技术、实现固体上面级无末修控制,而确保卫星入轨点的轨道精度;采用了大速率惯组满足自旋稳定的固体上面级的控制;采用了四分集GPS接收机满足旋转上面级的报轨测量等。上述多项技术在国内均属首次。此外两级状态的CZ-2C火箭具有调姿定向姿态精度要求,为减少空间垃圾,入轨的火箭二级箭体可自动离轨返回地球。

已达到发射飞行成功率96%

CZ-2C火箭的技术为20世纪60年代水平,全箭各系统均为单点设计,系统无冗余,其中使用的元器件和仪器设备如今已大部分被淘汰。因此,原CZ-2C火箭固有可靠性比较低,而长期保持较高的发射飞行成功率,除严格的生产工艺质量控制外,更重要的是不断进行的实施可靠性增长工程,有针对性地解决影响成败的薄弱环节。

控制系统的供配电系统,关机与分离系统的继电器电路采用并串联电路。

控制系统电缆网接插件连接,全弹火工品电路,均采用双点双线冗余措施。

惯性气浮平台陀螺加速度表输出装置由光栅/灯泡改为变磁组;改进平台机械锁簧片的接触不可靠的结构;改进平台陀螺加速度表回路放大器场效应管电路(易失效造成平台加速度表飞转)采用了厚膜组件电路;平台供气系统采用两个串联单项活门提高供气安全可靠。

为解决箭上电磁兼容性,减少干扰,采取了屏蔽、消反电路等。

为确保火箭起飞信号可靠,由单点改为并联双点。

发动机启动活门由单锁改为双锁结构。

星/箭分离爆炸螺栓首次采用低冲击分离装置。

控制系统程序配电器步进电磁铁的脉冲供电易受干扰,曾出现多发或少发脉冲,后进行了改进设计。

为确保射前故障箭不点火,增设了火箭参数监测。

为确保点火起飞安全性将发射台折倒臂取消,火箭支撑点下移到尾端面上。

为确保箭上仪器设备产品质量,对控制系统的仪器设备采用高效应力筛选和全样验收措施。对于上面级新研制的仪器设备增加抽样可靠性增长试验。

为确保火箭二级尾段热环境对仪器电缆、管路工作的不利影响,采取了比较规范有效的防热措施。

上述可靠性增长项目仅为一些例子。多年来,为使可靠性提高以及运载能力增长和适应各类卫星的轨道接口及快速适应性等要求,对CZ-2C火箭进行了上百项改进和提高,这些项目的改进和提高并与武器等型号相互借鉴、相互移植、共同发展、提高。

改进型号研制流程

大型火箭研制历来流程对火箭结构动力学特性主要是靠全尺寸上震动塔做弹性振动试验,测量其实际的模态特性,校核、修正其理论分析计算数据,特别是对敏感器件安装处的振型斜率主要以实测为准,但这样做成本高、周期长、振动试验箭不能再上天。屠守锷老总多年前就建议研究,以理论计算取代全箭上塔振动试验的可行性,但一直未能敢为。

2002年,CZ-2C接到发射尖兵二号卫星任务时,因卫星质量4t较重,火箭运载能力不足,需要加长3m多,贮箱壁厚加大,整个火箭结构动特性变化较大,按历来做法要生产一发弹性振动试验箭上塔试验。但经费少、周期短,当时大胆地启动了这项课题,组织攻关。

统计、总结多年来多种型号的弹性振动试验的数据进行分析比较,采用较先进计算方法和计算软件,并辅以靶场垂直状态下,简易模态方法验证。经屠老总和有关专家的严格审查,于2004年、2005年连续两发飞行试验取得圆满成功,屠老总多年的愿望终于实现了,意义重大。

为有效缩短靶场发射周期,向国际发射市场靠拢,在加强单机产品出厂前和靶场单元测试质量控制,加强了全箭产品出厂测试、覆盖性等措施的前提下,总结了多年CZ-2C靶场工作流程的经验,率先取消了靶场火箭的水平测试,至今已有多个型号采用。

长征二号丙_长征二号C火箭 -继承与发展

卓越贡献


长征二号丙运载火箭(CZ-2C)

自成立以来,CZ-2C火箭在各级领导关怀、指导下,在各有关单位支持和参与下,在两总系统精心研发和呵护下,技术上不断创新完善提高,可靠性不断增长,今天的CZ-2C系列火箭基本达到了功能齐全、性能优越、适应能力强、使用方便、可靠性高的先进水平,是比较成熟的火箭,曾在12个月之内在三个靶场对不同的卫星进行了5次发射,取得了圆满成功,为中国航天运载事业做出了卓越贡献。它的功绩已载入我国航天事业的史册。

提高使用性能

当今和今后一个时期,CZ-2C火箭还要继续承担多项发射任务,CZ-2C火箭的应用发展的路程尚未走完,火箭自身的技术改进提高尚有潜力和空间,需要继续进行以可靠性增长为重点进一步再提高使用性能,快速适应能力和降低成本。

方便快捷

两总系统提出了将箭上电气系统主要是对控制系统进行改造更新,原系统为20世纪60年代技术,已落后,绝大部门采用分立器件,其中大部分立器件早已废型和停产,仪器设备数量较多,体积、重量较大,系统串联连接环节多,尤其增加上面级后,因当时受研制条件所限,上面级电气系统为独立系统,即形成了全箭两套独立的电气系统,为此更加带来仪器数量多、串联连接环节多、系统无冗余,设计固有可靠性更低并加大了制造成本,使用不便,给地面设备也增加了复杂度。2002年,经认真分析论证提出了技术改进方案,该方案以现有成熟的技术和设备为基础,设计为具有较高程度的系统冗余方案,大量采用模块化、标准化,该设计方案与原状态比仪器数量减少1/3,制造成本降低1/3,而固有可靠性大为提高,使用性能更加方便快捷。

CZ-2C一体化方案

该改进方案又称CZ-2C一体化方案,预计此方案正式批准后,可在两年之内完成初样产品生产、地面试验并生产出试样产品、投入应用发射。这样做是小投入、大效益、高可靠,更加有把握继续保持CZ-2C系列火箭发射飞行成功的不败纪录,继续为航天运载事业做出更大的贡献。

基本型火箭

从长征二号火箭的自行研制开始,到长征二号丙火箭的研制,为后续型号奠定了基础,长征二号丙火箭的研发和可靠性决定它成为长征火箭家族中的基本型火箭,长征二号丙火箭加上采用液氢液氧低温燃料的顶级即构成长征三号火箭,用于发射地球同步轨道卫星,现在已发展到长征三号A、长征三号B和长征三号C系列火箭。长征二号火箭加上采用常温燃料的顶级,即构成长征四号火箭,用于发射太阳同步轨道卫星。以长征二号丙火箭为芯级,在它周围捆绑四枚助推火箭,即构成长征二号E大推力运载火箭,完成神舟飞船发射的长征二号F火箭是在长征二号E火箭基础上改进的。

不竭动力

通过几代航天人的不懈努力,长征系列火箭经历了从自主创新到独立研制,从串联到捆绑,从单星发射到多星发射,从常温推进剂到低温推进剂,从发射卫星等运载器到发射载人飞船的过程,具备了发射低、中、高不同轨道、不同类型卫星的能力,取得了举世瞩目的成就,并在国际商业卫星发射服务市场上占有一席之地,成为中国可数的具有自主知识产权和较强国际竞争力的高科技产品。这一成绩的取得得益于“两弹一星”的研制,也是“两弹一星”工程的重要组成部分和继承与发展,更是推动我国运载火箭技术发展的不竭动力。

长征二号丙_长征二号C火箭 -两种型号分支


长征二号丙运载火箭(CZ-2C)

长征二号丙共有两种型号分支:

长征二号丙/SD:1997年12月8日首次发射,是一种商业卫星发射器,即在长征二号丙的二级火箭上安装一个上面级的智能分配器(SmartDispenser)。
长征二号丙/SM:2003年首次发射,安装了改进版的固体上面级。

长征二号丙_长征二号C火箭 -组成

全箭由箭体结构、动力系统、控制系统、遥测系统、外测安全系统、分离系统以及辅助系统等组成。

长征二号丙_长征二号C火箭 -总体参数

级数:2级
1、 全长:31.170米(A型罩)、35.151米(B型罩)

2、 最大直径:3.350米

3、 起飞质量:约192吨

4、 起飞推力:2786千牛

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5、 推重比:1.48

6、 运载能力:2400公斤(200~470公里近地轨道)

7、 入轨精度(σ):(200~470公里近地轨道)

9、偏心率偏差:0.00023

10、轨道倾角偏差:0.05度

11、近地点幅角偏差:1.7度

1升交点经度偏差:0.1度

长征二号丙_长征二号C火箭 -一子级

1、级长:23.720米

2、直径:3.350米

3、起飞质量:151吨

4、结构质量:8.6吨

5、推进剂质量:143吨

6、发动机:YF-21

7、推进剂:四氧化二氮/偏二甲肼

8、地面总推力:2786千牛

9、地面比冲:2540牛・秒/公斤

10、工作时间:130秒

装配有DaFY6-2型发动机,该发动机是由四台推力为75吨的液体N2O4/UDMH发动机并联而成。每台DaFY6-2型发动机的喷口可以在伺服机构的带动下单向摆动以控制火箭飞行的姿态,最大的摆动角为10度。

长征二号丙_长征二号C火箭 -二子级

1、级长:8.706米

2、直径:3.350米

3、起飞质量:38.2吨

4、结构质量:3.2吨

5、推进剂质量:35吨

6、发动机:YF-22(主机)、4×YF-23(游机)

7、推进剂:四氧化二氮/偏二甲肼

8、真空推力:720千牛(主机)、46千牛(4台游机)

9、真空比冲:2834牛・秒/公斤(主机)、2762牛・秒/公斤(游机)

10、工作时间:112秒(主机)、287秒(游机)

主发动机喷管固定不动,游动发动机喷管可作单向摆动,最大摆角60度,以控制箭体飞行姿态。

长征二号丙_长征二号C火箭 -整流罩

1、长度:3.144米(A型)、7.125米(B型)

2、直径:2.200米(A型)、3.350米(B型)

3、有效容积:3.6米3(A型)、27米3(B型)

在火箭飞行穿过大气层这段过程中,火箭顶部的卫星整流罩保护卫星免受来自大气层的各种干扰。卫星整流罩为卫星提供了一个良好的环境。长征二号丙改进型运载火箭的卫星整流罩由端头帽、前锥段、圆柱段组成。端头帽由玻璃钢纤维材料制成,具有良好的无线电透波性。前锥段和圆柱段是由金属蜂窝材料制成,倒锥段由化铣合金材料制成。如果需要,无线电透波窗口和操作窗口可以在柱段和前锥段上开口。

长征二号丙_长征二号C火箭 -分配器

分配器是一个三轴稳定的上面级,由卫星支架和轨道机动级组成。轨道机动级由固体发动机、主结构、控制系统、姿态控制系统、遥测系统等组成。固体发动机可以根据飞行任务的不同而调整。

长征二号丙_长征二号C火箭 -星箭对接

长征二号丙改进型火箭可以提供标准的937B和1194机械接口,卫星的下端框与火箭的有效载荷支架的上端框对接,通过包带来锁紧。也可以提供爆炸螺栓型接口。

  

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