新中国运载火箭科研史的多项里程碑式的“第一“(至2012年末)
运载火箭是人类开展航天活动必不可少的运输工具,大多由弹道导弹发展而来。
人类历史上第一枚现代大型运载火箭是1957年10月4日由苏联发射成功的。它从民用层面上把世界上第一颗人造地球卫星送入太空。其实,早在1957年8月,苏联人就已试射过世界第一枚洲际导弹,紧接着就把战斗部换83.6千克的卫星送上了外层空间。这也隐喻着从军事层面,把人类带入了太空军备竞赛的角逐场。
世界航天工业的发展史表明,运载火箭技术首先是为实现军事战略目的而发展起来的,但它又顺应了“二战”后的世界潮流,被广泛地应用于国民经济其他领域和国际外层空间发展事业。它是一个国家航天工业的基础,如果该国的运载火箭无法实现自主研发和制造,那么航天工业及外层空间开发事业便无从谈起。‘
运载火箭技术是最典型的军民两用技术。运载火箭具有强大的推力,采用不同组合的运载可以把各种不同类型的人造地球卫星、载人航天器和行量探测器送入各自的运行轨道;也可以把不同的战略导弹从陆地或水下发射出来、精准地击毁敌国的军事战略目标,它是构成一国战略威慑力量最基本的要素。
通常人们判断某国战略威慑力量的强弱时,最为关注的就是其大型运载火箭能力。而在具有军事用途的火箭-导弹和发射能力上,又以液体燃料和固体燃料的使用程度来确定其强弱。
1960年2月,钱学森指导设计的中国第一枚液体探空火箭发射成功。同年11月,协助聂荣臻同志组织了我国第一枚近程地对地导弹发射试验。这枚导弹就是“东风一号”。
1964年6月29日,改进设计后的中国第一枚中近程地对地导弹在西北综合导弹试验基地进行飞行试验,获得圆满成功。
1965年 ,唯一可参考的资料《简氏年鉴》上的一张简装的照片:一名士兵扛着发射筒,导弹颈部微露在外,这是当时美国正处于研制中的“红眼睛”超小型地对空导弹。
到1965年12月,只用了不到半年时间,中国的超低空地对空导弹试验弹就被研制出来。
从1965年开始,中国人开创性地进入研制多级运载火箭领域。
1970年4月24日,中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”在戈壁深处发射升空。在火箭桔红色的尾焰上方,人们看到箭体上鲜明的标志字样“长征”。这枚被命名为“长征一号”的运载火箭,让《东方红》乐曲响彻太空,也让中国航天的大幕隆重开启。
1984年4月8日,“长征三号”运载火箭成功发射了中国第一颗地球同步定点转移轨道通信卫星,标志我国成为世界上第二个“掌握空间二次启动技术”的国家,这是中国航天技术发展的里程碑。
1990年4月7日,“长征三号”火箭首次成功地将美国休斯公司制造的地球同步定点通信卫星送入轨道,从此开始我国运载火箭进入国际发射市场的征程。
“长征二号”E火箭在1990年7月16日首飞成功,这种火箭能把8800-9600千克的有效载荷送入近地轨道。
“长征二号”F火箭在1999年11月20日首次发射成功,并把中国自行研制的第一艘试验飞船“神舟一号”送入太空。
“长征二号”B是现今中国运载能力最强的运载火箭。该火箭可将5100千克的有效载荷送入地球同步转移轨道,或将11000-13600千克的有效载荷送入近地轨道。
2006年4月27日在太原卫星发射中心成功发射的“长征四号”丙(CZ-4C)运载火箭,是在“长征四号”乙(CZ-4B)运载火箭的基础上,经大量技术改进而成的常温液体推进剂三级运载火箭。它将我国首颗遥感卫星准确送入预定轨道,并实现了首发火箭发射场测试零故障。
2012年11月25日,“长征四号”丙运载火箭在酒泉卫星发射中心又成功地将一枚遥感卫星送入预定轨道。这是“长征”系列火箭的第172次航天发射。
“长征四号”丙,是以全面提高火箭的任务适应性和测试发射可靠性为目标而进行研制的。火箭可以满足多种卫星在发射轨道、重量和包络空间等方面更高的要求,同时采取较新的测发控模式,可以显著提高火箭测试和发射的可靠性,缩短发射场工作周期。
“长征四号”丙火箭充分继承了“长征四号”乙火箭的成熟技术,由结构系统、动力系统、控制系统、遥测系统、外测安全系统和地面测发控系统组成。特别是火箭研制过程中采用的常规三级推进系统二次启动技术和一体化测试发射控制技术为国内首创,达到国际先进水平。
常规推进剂多次启动上面级(火箭第一级以上的部分)主发动机,是发动机技术的一项重大突破,填补了国内空白;相应采取的推进剂管理技术解决了推进剂浅箱管理难题,创造了常规上面级受二次启动首次飞行即获圆满成功的业绩;并在国内首次实现运载火箭一体化测试发射控制技术系统的高度集成,解决了以往测试透明度低、周期长、操作多、可靠性差等瓶颈,在系统信息共享度、实进自读判读能力、抗干扰性能和测试可靠性等方面均有突破性提高。
至2012年末,中国的火箭技术作为中国航天的基础取得了举世瞩目的成就。 中国的“长征”系列运载火箭已经拥有十几种型号,“长征”系列运载火箭的发展,已经具备将不同类型的卫星送入不同轨道的能力,在国际商业卫生发射服务市场占据了重要的一席。
同世界先进国家相比,我国的运载火箭技术尚存在很多不足,包括火箭型号偏多,型谱重叠,火箭发射准备周期长以及缺少大运载能力等。中国还走在发展新型和大推力运载火箭研发的“长征”路上。