長征二號（中國研發(fā)的長征系列火箭之一）

發(fā)射記錄

長征二號運載火箭于1974年11月5日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心進行首次發(fā)射，但由于火箭陀螺控制系統(tǒng)中的高度導線斷裂，導致火箭飛行姿態(tài)失去控制，使得長征二號運載火箭發(fā)射失敗。1975年11月26日長征二號運載火箭進行第二次發(fā)射，并成功將中國第一顆返回式衛(wèi)星送入預定軌道。隨后，又連續(xù)兩次發(fā)射成功，將中國第二顆和第三顆返回式衛(wèi)星送入預定軌道。該型號火箭共進行了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訓練基地第一試驗部即現(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線因振動斷裂，穩(wěn)定系統(tǒng)未接到陀螺控制系統(tǒng)輸出的信號，導致火箭飛行姿態(tài)失去控制，20秒安全自毀系統(tǒng)啟動于空中自毀。

3.***長征二號甲與長征二號丙近乎一致，一些列表會將長征二號甲標記為長征二號丙。

以長征二號運載火箭為原型先后研制出長征二號甲、長征二號丙、長征二號丁、長征二號E、長征二號F運載火箭，形成長征二號系列運載火箭。其中長征二號F型運載火箭是我國載人飛船發(fā)射的唯一運載火箭，具有安全性高等特點，先后將我國十艘“神舟”載人飛船、天宮一號和天宮二號成功的送入太空預定軌道。

發(fā)展沿革

歷史背景

中國長征一號運載火箭

20世紀50～60年代，蘇聯(lián)和美國發(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，為國家戰(zhàn)略偵察和預警服務(wù)。蘇美兩國的返回式衛(wèi)星重量在500～2500千克之間，都是由重型運載火箭發(fā)射的。

1970年4月24日，長征一號成功發(fā)射中國第一顆人造地球衛(wèi)星東方紅一號之后，中國著眼提升空間觀測能力，把發(fā)射低軌道重型衛(wèi)星的任務(wù)列入了空間發(fā)展計劃。根據(jù)國家要求，新型運載火箭要具有把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程運載火箭提上日程。

研發(fā)進程

長征二號是中國計劃發(fā)射低軌道的重型返回式衛(wèi)星而以遠程火箭為原型啟動研制的。

1970年，在遠程火箭的基礎(chǔ)上，中國開始了長征二號研制工作。

1974年11月5日，經(jīng)過三年研究制造，長征二號第一發(fā)火箭試驗發(fā)射，由于一根導線的斷裂，造成飛行試驗失敗。

1975年11月26日，經(jīng)過一年多的改進，采取一系列提高火箭可靠性的措施后，長征二號第二枚火箭成功發(fā)射了中國第一顆返回式衛(wèi)星。

1976年12月7日，長征二號再次成功發(fā)射返回式衛(wèi)星。

1978年1月26日，長征二號第三次成功發(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，又對長征二號做了適應(yīng)性技術(shù)狀態(tài)的修改，使火箭的技術(shù)性能和運載能力由1800千克提高到2400千克，改進型命名為長征二號C。

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

長征二號運載火箭已退役。

執(zhí)行任務(wù)

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

系統(tǒng)組成

長征二號研制經(jīng)過改進后的長征二號C，作為主要型號投入發(fā)射任務(wù)。長征二號火箭的技術(shù)狀態(tài)和數(shù)據(jù)均為長征二號C。

總體設(shè)計

長征二號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、二子級推進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、二子級進行熱分離時順暢地排放二子級發(fā)動機噴出的燃氣。兩種整流罩具有不同的對接部位，以適應(yīng)不同的有效載荷需求。發(fā)射支點設(shè)在一級發(fā)動機機架的最前端，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、二子級的級間分離面設(shè)在二子級機架與殼體的連接面處，以便最大程度地減輕二子級的結(jié)構(gòu)質(zhì)量，提高運載能力。

箭體結(jié)構(gòu)

長征二號C的箭體結(jié)構(gòu)由整流罩、儀器艙、推進劑貯箱、級間段、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。

• 一子級結(jié)構(gòu)

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

• 二子級結(jié)構(gòu)

二子級箭體結(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型整流罩和運載火箭連成一體，維持運載火箭外形的完整，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行設(shè)計。

• 軌道轉(zhuǎn)移艙

軌道轉(zhuǎn)移艙的功用是通過軌道轉(zhuǎn)移的辦法，將有效載荷送入比長征二號C所能達到的正常軌道更高的軌道。根據(jù)有效載載荷對最終道的需要，可以設(shè)計成一次轉(zhuǎn)移或二次轉(zhuǎn)移來實現(xiàn)最終軌道要求。長征二號C采用旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定和固體火箭推進的軌道轉(zhuǎn)移艙來實現(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)的有效載荷通過轉(zhuǎn)接支架與有效載荷支架相連接。

長征二號發(fā)射后穿越稠密大氣層時，整流罩保護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。長征二號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。

推進系統(tǒng)

長征二號C采用由液體火箭發(fā)動機、泵壓式推進劑輸送系統(tǒng)和自生增壓系統(tǒng)組成的推進系統(tǒng)，使用自燃推進劑，氧化劑為四氧化二氮，燃料為偏二甲臍。

• 一子級系統(tǒng)

一子級推進系統(tǒng)由組合發(fā)動機、推進劑輸送系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、火工品及電纜、機架等構(gòu)成?；鸺l(fā)動機由4臺獨立發(fā)動機機通過機架并聯(lián)而成的組合發(fā)動機。

• 二子級系統(tǒng)

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

制導控制

長征二號C制導和控制系統(tǒng)由制導系統(tǒng)和姿態(tài)控制系統(tǒng)組成。

• 制導系統(tǒng)

制導系統(tǒng)是控制火箭沿預定軌道飛行，當達到預定的運動參數(shù)，滿足有效載荷精確入軌的要求時，關(guān)閉發(fā)動機，使有效載荷按預定要求準確入軌。

• 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。姿態(tài)控制一是消除火箭飛行姿態(tài)偏差偏差，使火箭在預定的軌道上穩(wěn)定飛行；二是配合制導系統(tǒng)完成火箭飛行的程序控制；三是配合導引系統(tǒng)完成橫縱向向?qū)б刂啤?/p>

分離系統(tǒng)

• 級間分離

長征二號C的級間分離采用熱分離方式。當級間分離程序開始時，首啟動動二子級發(fā)動機，然后關(guān)閉一子級發(fā)動機。當二子級的發(fā)動機推力達到預定推力、一子級發(fā)動機推力減小到預定推力時，連接一子級和二子級的爆炸螺栓同時起爆，一、二子級在二子級發(fā)動機噴流和推力的作用下開始分離，二子級發(fā)動機的噴焰從級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，將兩鎖緊的爆炸炸螺栓引爆，包帶解鎖，使衛(wèi)星與運載火箭實現(xiàn)機械脫離。

遙測跟蹤

• 遙測系統(tǒng)

遙測系統(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)測參數(shù)和環(huán)境參數(shù)。遙測系統(tǒng)由參數(shù)測量裝置、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)由無線電跟蹤分系統(tǒng)和無線電遙控分系統(tǒng)兩部分組成。

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

無線電遙控分系統(tǒng)的功能，是當運載火箭飛行中發(fā)生不可挽回故障，偏離預定軌道，并危及規(guī)定的保護區(qū)域安全時，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)

長征二號C自毀系統(tǒng)的作用是，當運載火箭在飛行過程中因故障而將導致飛行失敗時，將火箭自行炸毀，以減輕或避免火箭墜落地面時，對人員和設(shè)施造成的危害。自毀系統(tǒng)設(shè)有兩種自毀機構(gòu)。

性能數(shù)據(jù)

設(shè)計參數(shù)

飛行程序

獲得榮譽

1987年，長征二號丙火箭被授予中國“全國質(zhì)量金質(zhì)獎”。^[4]

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

1999年，長征二號丙改進型火箭被原中國航天工業(yè)總公司授予“金牌火箭”稱號。^[5]

2012年1月，長征二號丁被中國航天科技集團公司授予“金牌火箭”稱號。^[6]

總體評價

長征二號運載火箭是在在長征一號飛行成功之后，中國運載火箭技術(shù)研究院繼續(xù)研制的第二個二級液體運載火箭，在技術(shù)和性能上有了大幅度提高。

長征二號采用了當時新研制的75噸推力發(fā)動機，大大超過長征一號所用的發(fā)動機，后來中國所有的運載火箭都是以75噸發(fā)動機為基礎(chǔ)研制的。不但發(fā)動機性能提高，而且長征二號在導彈基礎(chǔ)上研制火箭的過程中，還解決了一系列技術(shù)難題后才得以成功。（《科技日報》、《當代中國的航天事業(yè)》評）

長征二號是根據(jù)液體導彈改進而來，具有明顯的武器特點。作為第一代火箭之一，長征二號解決了中國運載火箭有無問題，但火箭運載能力等總體性能偏低，使用維護性差，發(fā)射場測試發(fā)射周期長，采用模擬控制系統(tǒng)。（《宇航總體技術(shù)》評）