外行人的航天笔记

兴趣使然的外行人,内容也基本都是公开资料的整理,只是为了节约自己来回打开各种论坛和 wikipedia 的时间。

1 长征系列运载火箭

稍微整理了一下长征系列的系谱,侧重每个大的型号的构型和首飞时间,主要是看发射的时候心理有点数。

除掉长征十一这个固体火箭之外,长征系列的液体运载火箭的发展里程主要是三个阶段:

  1. 长征一号及其衍生
  2. 风暴一号(新长征一号)和长征二号以及它们的衍生
  3. 长征五号/六号/七号/八号这些使用新一代无毒低温燃料的

1.1 长征一号

长征一号是东风三或者东风四的衍生型号,1970年首飞,直径2.25米,基本上是东风加上了一个用来发射卫星的固体第三级。发射次数只有两次。90年代曾经打算把它的第三级改成液体,命名长征一号丁,但后来不了了之。我觉得原因应该是当时这种运力的火箭完全没有用处?

1.2 长征二号、三号、四号

东风五号是长征二号、三号、四号家族的根基。这一类火箭箭体直径都是3.35米,液体引擎都是常温的四氧化二氮和偏二甲肼燃料。

1.2.1 长征二号

花开两朵各表一枝,中国运载火箭技术研究院(航天一院)在东风-5的基础上发展了长征二号,长征二号是两级液体火箭,1974年首飞,首飞失败,总结失败之后的改进型改称长征二号甲1975年首飞,三次发射都成功。

不知道为什么长征二号乙这个型号不存在。

长征二号丙是长二甲的改进型,基础型号依然是两级液体,1982年首飞,首飞后主要发射尖兵一号返回式卫星。1993年中国接下了发射12颗铱星的合同,六次一箭双星。长二丙为此加装了上面级 SD。合同结束之后,自己用的长二丙也使用过两种上面级:SM 用来发射高轨卫星;SMA 用来发射一箭多星。此外还用过一次远征一号S上面级,但也仅此一次。长二丙现在仍在服役。

长征二号捆绑式,或者叫长征二号E,同是两级液体火箭,但是加装了四个液体助推器。这是个命运复杂的火箭。它的诞生只为了承接大型通信卫星(休斯公司的澳星)的商业发射,整体的研发周期也非常赶工。它的发射成功率并不高,一共七次发射,成功率只有一半多一点。它有个有意思的地方是发射澳星的时候使用了 Thiokol 公司(被现在的格鲁曼收购)的上面级 Star-63F,这大概是中美两国军工背景的公司/机构少有的商业合作。

但长二捆并不完全是悲剧火箭,它的衍生型号长征二号F是中国目前唯一一个用作载人发射的火箭,发射成功率100%。

长征二号家族还有一个隔壁老王的成员长征二号丁,会放在长征四号的部分讲。

1.2.2 长征三号

长征三号可以看成是长征二号的衍生型号,也是航天一院的作品。简单来说,就在长征二号二级液体火箭的基础上,加上一个液氧液氢低温燃料的第三级。

其中长征三号基础型1984年首飞,特征是第三级直径2.25米,外形看上去要比一二级的3.35 米要细很多。长征三号甲的第三级直径增加到3米,看起来就正常很多了。长三甲现在仍然现役。

长征三号乙和长征三号丙可以放在一起讲,原理上都是长三甲加装助推器,其中长三乙加了四个,长三丙加了两个。长三乙1996年首飞,首飞因为导航系统故障,起飞之后不久就开始倾斜,然后带着所有燃料撞山爆炸,是中国航天史上最惨烈的事故。但长三乙随后的七十几次发射里失败屈指可数。长三丙2008年首飞,所有发射都是成功。

长三乙的事故引发了考克斯报告,随后美国开始限制跟中国航天的所有合作,中美两国的航天机构从此老死不相往来。中国航天的商业发射活动也基本被中止,所有用到美国零件的卫星都禁止使用中国的火箭发射,只剩下零星的卫星整体在轨交付业务(买方只负责掏钱,中方负责研发卫星和卫星发射的所有工作),一直到最近一两年廉价卫星的兴起才逐渐有了一些希望。

1.2.3 长征四号

长征四号是东风-5的另外一朵,是上海航天技术研究院(航天八院)的成果。

风暴一号是长四家族的开端。同是东风五的衍生型号,这是个跟长征二号非常相似的两级常温液体火箭,1972年首飞(比长二早两年)。一共发射11次,7次成功4次失败。

长征四号是在风暴一号的基础上,加装常温(四氧化二氮和偏二甲肼)液体第三级。长四基础型并没有发射过,而是中途中止研制,转向研制专攻高轨的长征四号甲。

长征四号乙是长四甲的改进型,长征四号丙则是在长四乙的基础上,三级发动机使用了二次点火技术,提高了运力。这两型火箭都在现役。

前面提到长征二号丁,长二丁是长征四号甲的基础上去掉第三级的二级火箭。它虽然挂着长征二号的名字,但却是风暴一号的后裔。

1.3 长征五号、六号、七号、八号

这几个型号都是最近几年陆续开始投入发射的无毒低温燃料火箭。因为年代近,所以也没什么历史好考证了。

长征五号2016年首飞,是二级加四个助推的构型。长征五号乙或者叫长征五号B是长五基础型去掉二级的结果,追求近地轨道的最大发射质量。

长征六号的目标是小卫星的廉价发射,它的第一级跟长五的助推是差不多的。

长征七号可以看作是长征二号F把常温燃料发动机换成煤油液氧发动机的结果,后面很可能会出现用于载人发射的改进型。

长征七号甲或者叫长征七号A或者叫长征七号改是在长七的基础上加装了长征三号的第三级。这三个名字在官方通告里都出现过,所以到底哪个是正式的鬼知道。我倒是觉得它没有单独占一个数字编号而是放在长七改进型里有点奇怪,不知道背后有什么八卦。另外长七甲的首飞失败也是个很奇怪的事情,因为几乎所有的组件都是来自于已经多次成功发射的成熟型号。不过遥二复飞成功了所以应该是已经解决问题了吧。

长征八号是目标商业发射的型号,它用了长七的第一级和两个助推,然后用了长三的第三级作为第二级,换句话说差不多是长七甲去掉第二级和两个助推。长征八号后面会有助推和第一级整体回收的改进。

1.4 长征十一号

传闻中的东风31或者巨浪2商用。

Author: sinxccc

Created: 2021-03-12 Fri 18:13