長(zhǎng)征二號(hào)（中國(guó)研發(fā)的長(zhǎng)征系列火箭之一）

發(fā)射記錄

長(zhǎng)征二號(hào)運(yùn)載火箭于1974年11月5日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心進(jìn)行首次發(fā)射，但由于火箭陀螺控制系統(tǒng)中的高度導(dǎo)線斷裂，導(dǎo)致火箭飛行姿態(tài)失去控制，使得長(zhǎng)征二號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射失敗。1975年11月26日長(zhǎng)征二號(hào)運(yùn)載火箭進(jìn)行第二次發(fā)射，并成功將中國(guó)第一顆返回式衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。隨后，又連續(xù)兩次發(fā)射成功，將中國(guó)第二顆和第三顆返回式衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。該型號(hào)火箭共進(jìn)行了4次發(fā)射，除第一次外，其余三次均圓滿成功，如表所示：

備注：

1.*第20訓(xùn)練基地第一試驗(yàn)部即現(xiàn)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心。

2.**起飛后6秒火箭控制系統(tǒng)俯仰速率陀螺中的高度導(dǎo)線因振動(dòng)斷裂，穩(wěn)定系統(tǒng)未接到陀螺控制系統(tǒng)輸出的信號(hào)，導(dǎo)致火箭飛行姿態(tài)失去控制，20秒安全自毀系統(tǒng)啟動(dòng)于空中自毀。

3.***長(zhǎng)征二號(hào)甲與長(zhǎng)征二號(hào)丙近乎一致，一些列表會(huì)將長(zhǎng)征二號(hào)甲標(biāo)記為長(zhǎng)征二號(hào)丙。

以長(zhǎng)征二號(hào)運(yùn)載火箭為原型先后研制出長(zhǎng)征二號(hào)甲、長(zhǎng)征二號(hào)丙、長(zhǎng)征二號(hào)丁、長(zhǎng)征二號(hào)E、長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭，形成長(zhǎng)征二號(hào)系列運(yùn)載火箭。其中長(zhǎng)征二號(hào)F型運(yùn)載火箭是我國(guó)載人飛船發(fā)射的唯一運(yùn)載火箭，具有安全性高等特點(diǎn)，先后將我國(guó)十艘“神舟”載人飛船、天宮一號(hào)和天宮二號(hào)成功的送入太空預(yù)定軌道。

發(fā)展沿革

歷史背景

中國(guó)長(zhǎng)征一號(hào)運(yùn)載火箭

20世紀(jì)50～60年代，蘇聯(lián)和美國(guó)發(fā)射了大量偵察衛(wèi)星，其中返回式衛(wèi)星可以提供大區(qū)域地面照片，為國(guó)家戰(zhàn)略偵察和預(yù)警服務(wù)。蘇美兩國(guó)的返回式衛(wèi)星重量在500～2500千克之間，都是由重型運(yùn)載火箭發(fā)射的。

1970年4月24日，長(zhǎng)征一號(hào)成功發(fā)射中國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星東方紅一號(hào)之后，中國(guó)著眼提升空間觀測(cè)能力，把發(fā)射低軌道重型衛(wèi)星的任務(wù)列入了空間發(fā)展計(jì)劃。根據(jù)國(guó)家要求，新型運(yùn)載火箭要具有把1800千克重的衛(wèi)星送入500千米以下橢圓軌道的能力，研制更大推力的新型遠(yuǎn)程運(yùn)載火箭提上日程。

研發(fā)進(jìn)程

長(zhǎng)征二號(hào)是中國(guó)計(jì)劃發(fā)射低軌道的重型返回式衛(wèi)星而以遠(yuǎn)程火箭為原型啟動(dòng)研制的。

1970年，在遠(yuǎn)程火箭的基礎(chǔ)上，中國(guó)開始了長(zhǎng)征二號(hào)研制工作。

1974年11月5日，經(jīng)過(guò)三年研究制造，長(zhǎng)征二號(hào)第一發(fā)火箭試驗(yàn)發(fā)射，由于一根導(dǎo)線的斷裂，造成飛行試驗(yàn)失敗。

1975年11月26日，經(jīng)過(guò)一年多的改進(jìn)，采取一系列提高火箭可靠性的措施后，長(zhǎng)征二號(hào)第二枚火箭成功發(fā)射了中國(guó)第一顆返回式衛(wèi)星。

1976年12月7日，長(zhǎng)征二號(hào)再次成功發(fā)射返回式衛(wèi)星。

1978年1月26日，長(zhǎng)征二號(hào)第三次成功發(fā)射返回式衛(wèi)星。

隨后，研制單位根據(jù)發(fā)射衛(wèi)星的需要，又對(duì)長(zhǎng)征二號(hào)做了適應(yīng)性技術(shù)狀態(tài)的修改，使火箭的技術(shù)性能和運(yùn)載能力由1800千克提高到2400千克，改進(jìn)型命名為長(zhǎng)征二號(hào)C。

1982年9月9日至1985年10月21日，長(zhǎng)征二號(hào)C連續(xù)成功發(fā)射了4顆返回式衛(wèi)星。

長(zhǎng)征二號(hào)運(yùn)載火箭已退役。

執(zhí)行任務(wù)

2021年6月16日，神舟十二號(hào)飛行任務(wù)乘組公布，聶海勝、劉伯明、湯洪波入選。^[3]

系統(tǒng)組成

長(zhǎng)征二號(hào)研制經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的長(zhǎng)征二號(hào)C，作為主要型號(hào)投入發(fā)射任務(wù)。長(zhǎng)征二號(hào)火箭的技術(shù)狀態(tài)和數(shù)據(jù)均為長(zhǎng)征二號(hào)C。

總體設(shè)計(jì)

長(zhǎng)征二號(hào)C的主要控制設(shè)備安裝在火箭最前端的儀器艙中，箱間段和級(jí)間段也安裝有部分控制設(shè)備。為使火箭的質(zhì)心位置盡量靠前以提高靜穩(wěn)定性，一、二子級(jí)推進(jìn)劑貯箱都是將密度較大的氧化劑安排在前，密度較小的燃料安排在后。級(jí)間段由殼段和桿系兩種結(jié)構(gòu)組成，桿系結(jié)構(gòu)用以在一、二子級(jí)進(jìn)行熱分離時(shí)順暢地排放二子級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)噴出的燃?xì)?。兩種整流罩具有不同的對(duì)接部位，以適應(yīng)不同的有效載荷需求。發(fā)射支點(diǎn)設(shè)在一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)架的最前端，以利于發(fā)射支撐的穩(wěn)定和傳力結(jié)構(gòu)的合理利用。一、二子級(jí)的級(jí)間分離面設(shè)在二子級(jí)機(jī)架與殼體的連接面處，以便最大程度地減輕二子級(jí)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量，提高運(yùn)載能力。

箭體結(jié)構(gòu)

長(zhǎng)征二號(hào)C的箭體結(jié)構(gòu)由整流罩、儀器艙、推進(jìn)劑貯箱、級(jí)間段、箱間段、尾段等部分組成。箭體結(jié)構(gòu)的主要材料是鋁合金。

• 一子級(jí)結(jié)構(gòu)

一子級(jí)箭體結(jié)構(gòu)由級(jí)間段、氧化劑貯箱、箱間段、燃料貯箱、后過(guò)渡段和尾段組成，結(jié)構(gòu)總質(zhì)量8.6噸。級(jí)間段由級(jí)間殼段和級(jí)間桿系兩部分不同的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。

• 二子級(jí)結(jié)構(gòu)

二子級(jí)箭體結(jié)構(gòu)由儀器艙、氧化劑貯箱、箱間段和燃料貯箱等部分組成。

燃料貯箱和氧化劑貯箱均為承力式結(jié)構(gòu)，都由橢球形前、后底和較短的筒段構(gòu)成。貯箱內(nèi)都安裝有防晃板、消漩器、增壓兼安全溢出管、液位傳感器、溫度傳感器等。

• 搭載艙

搭載艙是專門為搭載有效載荷提供服務(wù)的艙段，位于主有效載荷與儀器艙之間（主有效載荷使用A型整流罩）。搭載艙的作用是將主有效載荷、搭載有效載荷、A型整流罩和運(yùn)載火箭連成一體，維持運(yùn)載火箭外形的完整，提供搭載有效載荷使用空間，并有利于有效載荷入軌后的分離。搭載艙外徑2.2米，高度和結(jié)構(gòu)形式可按有效載荷的需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。

• 軌道轉(zhuǎn)移艙

軌道轉(zhuǎn)移艙的功用是通過(guò)軌道轉(zhuǎn)移的辦法，將有效載荷送入比長(zhǎng)征二號(hào)C所能達(dá)到的正常軌道更高的軌道。根據(jù)有效載載荷對(duì)最終道的需要，可以設(shè)計(jì)成一次轉(zhuǎn)移或二次轉(zhuǎn)移來(lái)實(shí)現(xiàn)最終軌道要求。長(zhǎng)征二號(hào)C采用旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定和固體火箭推進(jìn)的軌道轉(zhuǎn)移艙來(lái)實(shí)現(xiàn)有效載荷的軌道轉(zhuǎn)移，不希望旋轉(zhuǎn)入軌的有效載荷可在入軌分離前進(jìn)行消旋。該軌道轉(zhuǎn)移艙既可用于搭載有效載荷，也可用于搭載有效載荷。

• 整流罩結(jié)構(gòu)

整流罩內(nèi)的有效載荷通過(guò)轉(zhuǎn)接支架與有效載荷支架相連接。

長(zhǎng)征二號(hào)發(fā)射后穿越稠密大氣層時(shí)，整流罩保護(hù)有效載荷不受高速氣流沖刷。穿越大氣層后，約在120千米高度，整流罩完成使命而拋離。長(zhǎng)征二號(hào)C配有A型和B型兩種整流罩，以適應(yīng)不同有效載荷的需要。兩種整流罩所提供的有效載荷使用空間有較大的差別。

推進(jìn)系統(tǒng)

長(zhǎng)征二號(hào)C采用由液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、泵壓式推進(jìn)劑輸送系統(tǒng)和自生增壓系統(tǒng)組成的推進(jìn)系統(tǒng)，使用自燃推進(jìn)劑，氧化劑為四氧化二氮，燃料為偏二甲臍。

• 一子級(jí)系統(tǒng)

一子級(jí)推進(jìn)系統(tǒng)由組合發(fā)動(dòng)機(jī)、推進(jìn)劑輸送系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、火工品及電纜、機(jī)架等構(gòu)成?；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)由4臺(tái)獨(dú)立發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)通過(guò)機(jī)架并聯(lián)而成的組合發(fā)動(dòng)機(jī)。

• 二子級(jí)系統(tǒng)

二子級(jí)推進(jìn)系統(tǒng)由推力室、渦輪泵、渦輪工質(zhì)供應(yīng)系統(tǒng)、推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、火工品及電纜和機(jī)架等組成。

制導(dǎo)控制

長(zhǎng)征二號(hào)C制導(dǎo)和控制系統(tǒng)由制導(dǎo)系統(tǒng)和姿態(tài)控制系統(tǒng)組成。

• 制導(dǎo)系統(tǒng)

制導(dǎo)系統(tǒng)是控制火箭沿預(yù)定軌道飛行，當(dāng)達(dá)到預(yù)定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，滿足有效載荷精確入軌的要求時(shí)，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，使有效載荷按預(yù)定要求準(zhǔn)確入軌。

• 姿態(tài)控制系統(tǒng)

姿態(tài)控制系統(tǒng)是穩(wěn)定火箭的飛行姿態(tài)，控制火箭繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)。姿態(tài)控制一是消除火箭飛行姿態(tài)偏差偏差，使火箭在預(yù)定的軌道上穩(wěn)定飛行；二是配合制導(dǎo)系統(tǒng)完成火箭飛行的程序控制；三是配合導(dǎo)引系統(tǒng)完成橫縱向向?qū)б刂啤?/p>

分離系統(tǒng)

• 級(jí)間分離

長(zhǎng)征二號(hào)C的級(jí)間分離采用熱分離方式。當(dāng)級(jí)間分離程序開始時(shí)，首啟動(dòng)動(dòng)二子級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)，然后關(guān)閉一子級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)二子級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)推力達(dá)到預(yù)定推力、一子級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)推力減小到預(yù)定推力時(shí)，連接一子級(jí)和二子級(jí)的爆炸螺栓同時(shí)起爆，一、二子級(jí)在二子級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)噴流和推力的作用下開始分離，二子級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的噴焰從級(jí)間桿系和分離面處排出。

• 星箭分離

衛(wèi)星與有效載荷轉(zhuǎn)接支架的連接采用包帶式連接機(jī)構(gòu)，用2顆鎖緊爆炸螺栓將包帶鎖緊，使衛(wèi)星與轉(zhuǎn)接支架牢固連接。分離時(shí)，將兩鎖緊的爆炸炸螺栓引爆，包帶解鎖，使衛(wèi)星與運(yùn)載火箭實(shí)現(xiàn)機(jī)械脫離。

遙測(cè)跟蹤

• 遙測(cè)系統(tǒng)

遙測(cè)系統(tǒng)的功用是：獲取火箭飛行中各系統(tǒng)和主要設(shè)備的工作參數(shù)、故障監(jiān)測(cè)參數(shù)和環(huán)境參數(shù)。遙測(cè)系統(tǒng)由參數(shù)測(cè)量裝置、傳輸裝置、數(shù)據(jù)記錄和處理裝置以及電源配電裝置等組成。

• 跟蹤系統(tǒng)

跟蹤系統(tǒng)由無(wú)線電跟蹤分系統(tǒng)和無(wú)線電遙控分系統(tǒng)兩部分組成。

無(wú)線電跟蹤分系統(tǒng)的功能，是實(shí)時(shí)跟蹤、測(cè)量火箭飛行軌道，提供實(shí)時(shí)跟蹤數(shù)據(jù)和無(wú)線電遙控判斷信息。無(wú)線電跟蹤分系統(tǒng)由箭上和地面兩部分組成。

無(wú)線電遙控分系統(tǒng)的功能，是當(dāng)運(yùn)載火箭飛行中發(fā)生不可挽回故障，偏離預(yù)定軌道，并危及規(guī)定的保護(hù)區(qū)域安全時(shí)，地面發(fā)出遙控炸毀指令，箭上接收指令后，給自毀系統(tǒng)發(fā)出炸毀指令信息，由自毀系統(tǒng)將故障火箭炸毀。

自毀系統(tǒng)

長(zhǎng)征二號(hào)C自毀系統(tǒng)的作用是，當(dāng)運(yùn)載火箭在飛行過(guò)程中因故障而將導(dǎo)致飛行失敗時(shí)，將火箭自行炸毀，以減輕或避免火箭墜落地面時(shí)，對(duì)人員和設(shè)施造成的危害。自毀系統(tǒng)設(shè)有兩種自毀機(jī)構(gòu)。

性能數(shù)據(jù)

設(shè)計(jì)參數(shù)

飛行程序

獲得榮譽(yù)

1987年，長(zhǎng)征二號(hào)丙火箭被授予中國(guó)“全國(guó)質(zhì)量金質(zhì)獎(jiǎng)”。^[4]

1999年，長(zhǎng)征二號(hào)丙火箭被原中國(guó)航天工業(yè)總公司授予“優(yōu)質(zhì)液體運(yùn)載火箭”稱號(hào)。^[4]

1999年，長(zhǎng)征二號(hào)丙改進(jìn)型火箭被原中國(guó)航天工業(yè)總公司授予“金牌火箭”稱號(hào)。^[5]

2012年1月，長(zhǎng)征二號(hào)丁被中國(guó)航天科技集團(tuán)公司授予“金牌火箭”稱號(hào)。^[6]

總體評(píng)價(jià)

長(zhǎng)征二號(hào)運(yùn)載火箭是在在長(zhǎng)征一號(hào)飛行成功之后，中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院繼續(xù)研制的第二個(gè)二級(jí)液體運(yùn)載火箭，在技術(shù)和性能上有了大幅度提高。

長(zhǎng)征二號(hào)采用了當(dāng)時(shí)新研制的75噸推力發(fā)動(dòng)機(jī)，大大超過(guò)長(zhǎng)征一號(hào)所用的發(fā)動(dòng)機(jī)，后來(lái)中國(guó)所有的運(yùn)載火箭都是以75噸發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)研制的。不但發(fā)動(dòng)機(jī)性能提高，而且長(zhǎng)征二號(hào)在導(dǎo)彈基礎(chǔ)上研制火箭的過(guò)程中，還解決了一系列技術(shù)難題后才得以成功。（《科技日?qǐng)?bào)》、《當(dāng)代中國(guó)的航天事業(yè)》評(píng)）

長(zhǎng)征二號(hào)是根據(jù)液體導(dǎo)彈改進(jìn)而來(lái)，具有明顯的武器特點(diǎn)。作為第一代火箭之一，長(zhǎng)征二號(hào)解決了中國(guó)運(yùn)載火箭有無(wú)問題，但火箭運(yùn)載能力等總體性能偏低，使用維護(hù)性差，發(fā)射場(chǎng)測(cè)試發(fā)射周期長(zhǎng)，采用模擬控制系統(tǒng)。（《宇航總體技術(shù)》評(píng)）