中国航天事业起步,仅4年就研发出运载火箭,载重量超美国
【军武次位面】作者:骑猪骑士
1957年10月,苏联成功发射了第一颗人造卫星,开创了人类征服宇宙的新纪元。受到苏联成功发射卫星的影响,中国科学院立即组织人力进行人造卫星的探索性研究。1958年5月,中央同意中国科学院研制人造卫星。7月,中国科学院提出了卫星研制的三步走战略:第一步发射探空火箭,第二步发射小卫星,第三步发射大卫星。运载火箭部分以国防部五院为主,科学院配合。
▲人类第一颗人造卫星"斯普特尼克1号"
1966年1月27日,七机部确认第一颗人造卫星运载火箭由第八设计院负责,运载火箭第一、二级选用中远程液体导弹,增加固体发动机的第三级。8月,运载火箭正式命名为"长征一号"。长征一号在设计的运载能力可以将300千克的卫星送到高度为400千米、倾角70°的轨道。技术方案批准后,研制工作进展顺利,八院负责运载火箭总体,一院负责第一、二级,四院负责第三级固体火箭发动机。1967年,长征一号运载火箭由方案阶段转为初样阶段。11月,国防科委决定将长征一号的研制工作由八院转移到一院。要求一员在1968年4月进行中远程导弹全弹试车,5~6月进行合练,7月开始飞行试验,力争1968年国庆前发射卫星。
▲1966年12月26日首次试射了东风3号中远程弹道导弹
一院根据中远程导弹的研制经验对方案进行修改,修改后的长征一号起飞重量81.5吨,起飞推力104吨,箭长29.86米,最大直径2.25米。火箭第一、二级和控制系统在中远程弹道导弹的基础上进行适应性修改而成,增加的第三级固体火箭是全新研制的,拥有独立的滑行姿态控制和动力系统,装药量从0.9吨加大到1.8吨。并且去掉了笨重的旋转平台,改用安装在重心处的自旋火箭。第二级分离后,第三级启动自旋火箭,自转速度为180转/分钟。
火箭第一、二级采用液体火箭发动机,由一院液体火箭发动机研究所设计。第一级发动机从中远程导弹第一级的YF-2发动机基础上改进发展而来的YF-2A,采用四机并联的方式,推进剂为红烟硝酸和偏二甲肼,地面推力104吨,比冲240秒,发动机使用涡轮泵将燃料送到燃烧室。第二级使用的YF-3发动机与第一级的类似,但是主要工作在真空环境中。1965年开始研制,研制只用了不到三年的时间。由于第二级发动机必须在高空中点火,研制的难度比较大。科研人员巧妙的利用发动机自身排气抽真空,设计了一个试验舱模拟高空环境,很好的完成了试验任务。为了提高发动机的比冲,使燃气充分膨胀,在喷管上安装了用玻璃钢制成的喷管延伸段,将真空比冲提高到了270秒。第三级固体发动机代号"GF-2",由七机部第四研究院研制,1967年开始试制。发动机燃烧室采用超高强度合金钢,采用聚硫橡胶复合推进剂,真空推力11.3吨,真空比冲252秒。
▲YF-2火箭发动机
长征一号火箭长29.86米,最大直径2.25米,整体十分细长,增加了稳定系统的负担。东风二号首次发射失败的部分原因就是导弹过长。为了缩短长度,长征一号采用氧化剂和推进剂贮箱共底技术。此外,还采用了锥形承力箱底,第二级发动机直接安装在底上,推力直接作用在箱体上。为了减轻结构重量,长征一号大量采用了高强度的铝镁合金材料,还使用了钛合金、不锈钢、高强度钢等材料。为了保证电子元器件的可靠性,四机部(电子工业部)和七机部的部分单位开展了电子技术攻关,在长征一号火箭上实现了电气系统的全晶体管化。
▲长征一号运载火箭
1970年2月,长征一号合练箭出厂参加合练。3月26日,发射火箭出厂。4月14日,长征一号火箭在酒泉卫星发射场完成测试。4月24日上午完成了推进剂加注任务,24日晚9时35分,长征一号火箭成功发射。9时50分,卫星入轨。标志着我国成为世界上第五个具有独立研制和发射人造卫星的国家。
▲长征一号运载火箭
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