尹懷勤

2012年3月31日，我國“長征三號(hào)乙”運(yùn)載火箭從西昌發(fā)射中心點(diǎn)火起飛，一舉將“亞太7號(hào)”通信衛(wèi)星送入預(yù)定的地球同步轉(zhuǎn)移軌道，標(biāo)志著發(fā)射獲得圓滿成功。

人們不禁要問：“長征三號(hào)乙”究竟是一種什么樣的火箭呢？要回答這個(gè)問題，就得從“長征三號(hào)”火箭講起。

“長征三號(hào)”火箭功勛卓著

1978年3月，我國完成了“長征三號(hào)”火箭的總體方案設(shè)計(jì)，確定其第一、二級(jí)以遠(yuǎn)程液體火箭為原型進(jìn)行修改設(shè)計(jì)，第三級(jí)采用液氫、液氧低溫高能推進(jìn)劑。

箭體結(jié)構(gòu)包括衛(wèi)星整流罩、儀器艙、級(jí)間段、氧化劑箱、燃料箱、箱間段、后過渡段及管路活門等?；鸺L43.25米，起飛推力296噸，能把1.5噸重的有效載荷送入地球同步轉(zhuǎn)移軌道。

1984年1月29日，我國首次用“長征三號(hào)”運(yùn)載火箭從西昌發(fā)射中心起飛發(fā)射第一顆試驗(yàn)通信衛(wèi)星。1984年4月8日，“長征三號(hào)”火箭在西昌發(fā)射中心進(jìn)行了第二次發(fā)射，順利地把第二顆“東方紅二號(hào)”通信衛(wèi)星送入地球同步轉(zhuǎn)移軌道，發(fā)射獲得圓滿成功。

這樣一來，我國就成為世界上第三個(gè)掌握了低溫高能火箭技術(shù)的國家，第二個(gè)掌握了火箭能在高空二次點(diǎn)火技術(shù)的國家。

隨后，“長征三號(hào)”火箭不僅發(fā)射了國產(chǎn)衛(wèi)星，還發(fā)射了外國衛(wèi)星。它的問世和使用，標(biāo)志著我國突破了氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，運(yùn)載火箭達(dá)到了國際先進(jìn)水平，同時(shí)也打破了少數(shù)西方國家在空間領(lǐng)域一統(tǒng)天下的局面。

2000年6月25日之后，完成歷史使命的“長征三號(hào)”火箭光榮退役。

“長三甲”系列名揚(yáng)天下

為了適應(yīng)形勢要求，以“長征三號(hào)”火箭為藍(lán)本的“長征三號(hào)甲”“長征三號(hào)乙”“長征三號(hào)丙”三種運(yùn)載火箭先后誕生，被稱為“長三甲”系列火箭，均是世界名牌運(yùn)載火箭。

“長征三號(hào)甲”火箭是在“長征三號(hào)”火箭的基礎(chǔ)上采用重新設(shè)計(jì)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)形成的大型三級(jí)液體火箭。它加長了推進(jìn)劑貯箱，加大了尾翼，第三級(jí)由兩臺(tái)新研制的氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)組成，每臺(tái)真空推力為8噸，同時(shí)采用了數(shù)字化控制系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)。全箭長52.52米，起飛推力和運(yùn)載能力的提升使它具有一箭多星和適應(yīng)多種軌道衛(wèi)星發(fā)射的能力。

1994年2月8日，“長征三號(hào)甲”火箭首次從西昌發(fā)射中心起飛，一舉把“實(shí)踐四號(hào)”科學(xué)探測衛(wèi)星和一顆模擬衛(wèi)星成功送入地球同步轉(zhuǎn)移軌道。同年11月30日，又把“東方紅三號(hào)”衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。截止到2012年1月13日，“長征三號(hào)”甲火箭共進(jìn)行了27次發(fā)射，其中包括2007年10月24日發(fā)射“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星，均獲圓滿成功，發(fā)射成功率達(dá)到100%。

按照最初制定的“上改下捆、先改后捆”的技術(shù)發(fā)展途徑，在“長征三號(hào)甲”火箭的第一級(jí)周圍捆綁四個(gè)助推器就派生出了“長征三號(hào)乙”運(yùn)載火箭。

“長征三號(hào)乙”火箭的運(yùn)載能力比“長征三號(hào)甲”提高了一倍，比“長征三號(hào)”翻了近兩番。在當(dāng)時(shí)僅次于俄羅斯的“質(zhì)子號(hào)”火箭，居于世界第二位。

“長征三號(hào)丙”火箭則是我國第一枚非全對(duì)稱火箭。從2008年4月25日首次投入使用以來，它已成功地把8顆衛(wèi)星送上太空，其中包括2010年10月1日發(fā)射“嫦娥二號(hào)”探月衛(wèi)星。它的投入使用填補(bǔ)了我國高軌道運(yùn)載能力的一項(xiàng)空白，真正形成了火箭運(yùn)載能力系列化。

現(xiàn)在，我國新一代運(yùn)載火箭正在研發(fā)中，相信在不久，一批更新、更強(qiáng)的新式運(yùn)載火箭會(huì)騰空升起，給我們更多的驚喜。

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運(yùn)載火箭為什么從

西昌衛(wèi)星發(fā)射中心起飛？

由于衛(wèi)星運(yùn)行速度隨著距離地面的高度而變化，軌道越高，速度越小，環(huán)繞周期越長，故由計(jì)算可知，當(dāng)其在赤道上空35 786千米高的圓形軌道上以每秒3.07千米的速度由西向東運(yùn)行一周時(shí)，恰好是23小時(shí)56分4秒，與地球自西朝東自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間相同，這條軌道就被稱為地球靜止軌道。

世界上的通信衛(wèi)星，除星座組網(wǎng)通信衛(wèi)星之外，都運(yùn)行在靜止軌道上的固定位置。這是一條曲形的高軌道，故將用來發(fā)射地球靜止軌道衛(wèi)星的“長征三號(hào)”和“長征三號(hào)甲”系列火箭，統(tǒng)稱為我國的高軌道運(yùn)載火箭。我國已有的三個(gè)航天發(fā)射陣地中西昌的緯度最低，可以較多地利用地球自轉(zhuǎn)速度以節(jié)約火箭能量，所以這四種高軌道運(yùn)載火箭均從西昌發(fā)射中心起飛，把衛(wèi)星送入太空。

你了解火箭發(fā)射程序嗎？

以運(yùn)載火箭發(fā)射靜止軌道衛(wèi)星的飛行程序?yàn)槔覀儊砹私庖幌逻@個(gè)知識(shí)。

火箭發(fā)射時(shí)，啟動(dòng)按鈕后，第一級(jí)火箭及助推器首先點(diǎn)火，完成垂直起飛段和程序轉(zhuǎn)彎段的飛行任務(wù)后，助推器先分離，然后第一級(jí)火箭與第二級(jí)火箭分離。

與此同時(shí)，第二級(jí)火箭點(diǎn)火，頂部的整流罩拋開，衛(wèi)星露出。

當(dāng)?shù)诙?jí)火箭完成使命后，即與第三級(jí)火箭分離，氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)便第一次點(diǎn)火工作。待它與衛(wèi)星同時(shí)進(jìn)入高約400千米的近圓形的停泊軌道繞地球飛行后隨即關(guān)機(jī)。

在其與赤道平面相交時(shí)，氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)第二次點(diǎn)火工作，將衛(wèi)星送入遠(yuǎn)地點(diǎn)的大橢圓軌道運(yùn)行，接著關(guān)機(jī)并與衛(wèi)星分離。

至此，運(yùn)載火箭就完成了發(fā)射任務(wù)。這條大橢圓軌道就被稱為地球同步轉(zhuǎn)移軌道。

星箭分離后的氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)與衛(wèi)星保持一定距離，進(jìn)入另一條軌道，以免撞毀衛(wèi)星。隨著軌道下沉，氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)最后將進(jìn)入大氣層燒毀。

對(duì)通信衛(wèi)星來說，星箭分離以后，運(yùn)行在地球同步轉(zhuǎn)移軌道上的衛(wèi)星，其姿態(tài)調(diào)整、軌道參數(shù)測量及軌道微調(diào)則由地面測控中心和地面測控站來進(jìn)行監(jiān)管。

氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)神秘在哪里？

以液氫和液氧為推進(jìn)劑的液體火箭，是典型的低溫高能發(fā)動(dòng)機(jī)。液氫和液氧不僅燃燒值較高，而且燃燒生成的廢氣是水蒸氣，不污染環(huán)境。但是要貯存和使用這種綠色能源，必須解決一系列的技術(shù)難題，因此，目前世界上只有美、俄、中、日等4個(gè)國家和歐洲航天局擁有氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)。

我國攜有氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)的四種運(yùn)載火箭均躋身國際一流行列，其發(fā)射成功率達(dá)94%，亦居于世界一流水平。

現(xiàn)在，新一代運(yùn)載火箭正在研制并即將在天津生產(chǎn)，其中就有推力更大的氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)。屆時(shí)，我國航天事業(yè)的發(fā)展將更加光明。