長征二號丙改運載火箭

長征二號丙改運載火箭

長征二號丙運載火箭(CZ-2C),是一種兩級運載火箭,是在長二丙火箭的基礎上安裝一個新設計的具有多星分配器的上面級-SD(智慧型分配器),從1997年至1999年已成功將美國製造的12顆銥星送入630公里的圓軌道。長征二號丙運載火箭的所有14次發射都圓滿成功,其中在1992年10月成功地搭載發射了瑞典“弗利亞”科學試驗衛星。2011年8月18日17時28分,酒泉衛星發射中心“長征二號丙”運載火箭發射“實踐十一號04星”。火箭飛行過程中發生故障,衛星未能進入預定軌道。

基本介紹

  • 中文名:長征二號丙改運載火箭
  • 外文名:CZ-2C
  • 類型:兩級運載火箭
  • 國別:中國
基本簡介,火箭歷史,技術數據,飛行時序,發射記錄,失利原因,

基本簡介

長征二號丙運載火箭(CZ-2C)是一種兩級運載火箭,是中國用於發射近地軌道衛星並多用於發射返回式衛星的主要運載工具。長征二號丙運載火箭的所有14次發射都圓滿成功,其中在1992年10月成功地搭載發射了瑞典“弗利亞”科學試驗衛星
長征二號丙改運載火箭
長征二號丙改進型運載火箭(CZ-2C/SD)是在長二丙火箭的基礎上安裝一個新設計的具有多星分配器的上面級-SD(智慧型分配器),從1997年至1999年已成功將美國製造的12顆銥星送入630公里的圓軌道。
長征二號丙改進型運載火箭主要用於發射近地軌道衛星,其近地軌道運載能力達到3噸(軌道高度為500公里,傾角為50度)。全箭起飛質量213噸,全長40米,一、二子級直徑3.35米,衛星整流罩最大直徑3.35米。它的一子級和二子級使用偏二甲肼(UDMH)和四氧化二氮(N2O4)作為推進劑,上面級智慧型分配器的固體發動機使用HTPB作為推進劑。
全箭由箭體結構、動力系統、控制系統、遙測系統、外測安全系統、分離系統以及輔助系統等組成。

火箭歷史

長征二號丙火箭是長征火箭家族中的基本型火箭,長征二號丙系列火箭分為兩級狀態和三級狀態,直徑3.35米,全長40~43米,I、II級使用常規推進劑,上面級使用固體發動機。I、II級採用平台+計算機控制,上面級採用慣組+計算機控制。
長征二號丙系列火箭可在酒泉衛星發射中心太原衛星發射中心西昌衛星發射中心發射不同軌道的衛星。截止到2013年7月長征二號丙系列火箭已連續進行了36次發射,在中國航天曆程上留下了32個足跡,創造了連續32次發射成功、成功率為97%的業績,鑄造了中國金牌火箭。
1965年後,鑒於各種探空火箭、固體火箭的研製和發射試驗都取得了較大的進展,獲得了必要的技術儲備,1970年4月24日,長征一號運載火箭首次發射成功,將我國的第一顆人造衛星東方紅1號送入軌道。標誌著我國跨入了航天時代。1971年,我國第一顆返回衛星正式立項,其運載火箭按照火箭序列化命名為長征二號。低軌道運載能力為1400千克。
長征二號火箭於1974年11月5日在酒泉衛星發射中心進行了首次發射。火箭起飛後姿態失穩,22秒後在空中炸毀,發射失敗。結果分析表明:由於俯仰通道速率陀螺與變換髮大器間開路,造成俯仰通道姿態失穩,導致飛行失敗。設計隊伍頂住了壓力,認真分析失利原因,改進設計。經過一年艱苦努力,1975年11月26日長征二號火箭終於成功地把尖兵衛星送入軌道。
1974年至1978年長征二號火箭在酒泉衛星發射中心共發射了4次。
根據發射衛星的需要,70年代末又對長征二號火箭進行改進,研製成功了長征二號丙火箭,它的運載能力提高到1800千克。1982年至1993年長征二號丙火箭在酒泉衛星發射中心接連11次發射成功。
1993年長征二號丙火箭承擔了發射美國摩托羅拉公司銥星的任務。根據衛星的要求,長征二號丙火箭需要進行重大的技術改進,在原二級火箭的基礎上增加一個全新的上面級,稱為長征二號丙改火箭。1997年至1999年長征二號丙改火箭在太原衛星發射中心連續7次發射成功,將摩托羅拉公司2顆模擬星、12顆銥星送入軌道。
2003年至2004年長征二號丙SM火箭分別在西昌衛星發射中心和太原衛星發射中心2次發射成功。
2004年至2005年長征二號丙火箭分別在西昌衛星發射中心和酒泉衛星發射中心連續4次發射成功。
2011年12月長征二號丙系列火箭共完成了33次發射,連續32次發射成功。長征二號丙改進型火箭運載能力已成功達到4000千克。
長征二號火箭歷任總指揮:張鐮斧王德臣袁連啟李明華李占奎鄭全寶。長征二號火箭歷任總設計師:屠守鍔王德臣李占奎范瑞祥
長征二號丙火箭研製和發射歷程走過了28步、五個階段,每一步都有其特點:
1987年6月16日,長城公司與法國馬特拉公司在巴黎航展上籤訂了在長征二號丙運載火箭發射的返回式衛星上搭載其微重力實驗裝置的契約。同年8月5日長征二號丙火箭發射的中國第9顆返回式衛星,成功搭載了法國馬特拉公司的兩台微重力實驗裝置,並於8月10日安全返回。這是長城公司首次簽署商務搭載契約,向國外用戶提供星上搭載服務。
1987年,長征二號丙火箭在成功發射第11顆返回式衛星後,因連續7次發射成功,被中國質量協會授予“全國質量金質獎”。
1992年10月,長征二號丙火箭在發射第14顆返回式衛星時,順利搭載了瑞典的“弗利亞”科學試驗衛星。
1997年12月8日,長征二號丙改火箭第一次在太原衛星中心發射。
1997年12月8日,中國第一次用長征二號丙/SD火箭成功實施了低地球軌道衛星組網發射。長征二號丙/SD火箭以一箭雙星的方式,將美國摩托羅拉公司製造的銥星送入軌道。這是長征火箭首次為外國用戶提供一箭雙星發射服務。
長征二號丙/SD火箭是在長征二號丙火箭的基礎上加裝了一個具有多星分配器的上面級。它從1997~1999年成功地將美國製造的14顆(包括兩顆模擬星)銥星送入630公里的圓軌道。
1998年3月26日長征二號丙/SD遙三火箭發射成功,完成了中國長征運載火箭第50次發射。
1999年,由於長征二號丙改進型火箭連續7次成功發射銥星及其模擬星,加上此前長征二號丙系列火箭連續14次發射成功,原航天工業總公司授予長征二號丙改火箭“金牌火箭”的光榮稱號。
2003年長征二號丙SM火箭第一次在西昌衛星中心執行衛星發射任務。長征二號丙/SM火箭最突出的特點是研製了一個全新的固體上面級。該上面級採用自旋穩定的姿態控制方式,並針對自旋穩定的特點,完成了大角速率長壽命慣組、四重分集GPS接收機、大推力小偏差固體發動機等重要技術的研製。
2003年至2004年長征二號丙SM火箭發射的地球空間雙星探測計畫(赤道星、極軌星)是中國國家航天局與歐洲空間局的合作項目。長征二號丙SM火箭的順利升空,實現了我國空間探索的第一次國際合作。
“雙星”計畫的兩顆衛星將運行於國際上地球空間探測衛星尚未覆蓋的極地和赤道區域,並和歐洲空間局最重要的探測計畫——“團星”2的四顆星相互配合,形成人類歷史上第一次對地球空間的六點立體探測,對從未探測過的空間區域進行探測。
2003年長征二號丙SM火箭成功地將探測1號衛星發射到了近地點550公里、遠地點66970公里、傾角28?5度的預定衛星工作軌道,這是目前我國發射的工作軌道最高的一顆衛星。
2004年發射試驗衛星二號時搭載了清華研製的小衛星“鈉星”。
2004年7月長征二號丙火箭以全新的姿態回到酒泉衛星發射中心的新發射工位,圓滿完成了新一代尖兵衛星的發射任務。
長征二號丙火箭從2003年12月發射探測一號衛星到2004年11月發射試驗衛星二號,在不到一年的時間裡,以2種技術狀態、分赴3個發射場、成功發射5次,將6顆衛星送入太空,在中國航天史上沒有先例。
長征二號丙火箭正在研製能夠發射“串聯”雙星的上面級,2006年8月長征二號丙火箭在酒泉衛星發射中心完成育種衛星的發射,2006年11月長征二號丙火箭在太原衛星發射中心發射完成海洋一號B衛星發射。長征二號丙火箭研製隊伍常敲響“金牌不等於成功,成功不等於成熟,一次成功不等於每次成功”的警鐘,努力工作確保後繼發射任務圓滿成功,讓“金牌”更加燦爛。
在看到長征二號丙火箭所取得成績的同時,也應該清醒地看到存在的不足:長征二號丙火箭的技術狀態還沒有達到最最佳化,需要不斷改進,重點是提高可靠性。各國火箭的發展過程是一個複雜的系統工程,其中潛在的一些設計、技術問題不可能在一次或幾次發射中就完全暴露出來,有的可能在首飛中暴露,有的可能要在多次飛行以後,才能被充分認識才能真正做到“穩妥可靠、萬無一失”。長征二號丙火箭研製隊伍正在從長遠發展的觀點出發,必須使火箭技術進步、技術上檔次,才能提高長征二號丙火箭的市場競爭力。充分發揮主觀能動作用,不等不靠,主動努力推進一體化研製工作有序地進行。才能早日實現方案正確、技術可靠、成本合理的目標。

技術數據

LM-2C是一個基本型的兩級液體火箭。LM-2C/CTS是在LM-2C基礎上加上面級發展而成。火箭可用於發射低地球軌道、橢圓地球軌道、太陽同步軌道地球同步轉移軌道的不同衛星。
第一級 第二級 上面級
直徑(m) 3.35 3.35 2.7
級長(m)25.7 207.7 571.5
推進劑質量(kg) 162706 54667 125/50
推進劑 四氧化二氮/偏二甲肼HTPB/肼
發動機YF21-CYF-24E
YF-22E(主機)
YF-23C(游機)固體發動機/
反作用控制系統
發動機推力(kN)2961.6741.4(主機)
11.8x4(游機)10.78(固體發動機)
發動機比推力
(N·Sec/kg)2556.5(地面狀態)2922.37(主機)
2834.11(游機)
(真空狀態)2804(固體發動機)
起飛質量(t)233
全長(m)42
整流罩直徑(m)3.35
運載能力(kg)LM-2CLEO 3850(200km/63°)
SSO1400(600km)
LM-2C/SMGTO1250(28°)
LM-2C/SMASSO1900(600km)

飛行時序

長征二號丙改進型運載火箭的一子級和二子級首先將衛星/分配器組合體送到轉移軌道,然後分配器的固體發動機在轉移軌道的遠地點點火將組合體送入更高的目標軌道,然後進行姿態調整,最後將衛星釋放。
長征二號丙運載火箭的主要飛行事件如下所列:
一子級/二子級分離:
一子級/二子級分離是所謂的“熱分離”。在一子級發動機關機後,二子級主發動機點火,聯接兩級的爆炸螺栓起爆解鎖,這樣一子級就被二子級發動機噴出的高速燃氣流推離,一子級和二子級分離。
整流罩拋罩:
整流罩以“解鎖-翻轉-分離”方式進行拋罩。在橫向上整流罩與二子級通過8個橫向爆炸螺栓聯接,在縱向上兩半整流罩是由12個縱向爆炸螺栓聯接。在拋罩時,8個橫向爆炸螺栓和12個縱向爆炸螺栓先後解爆,安裝在二子級前端框上的分離彈簧將兩半整流罩推開分離。兩個整流罩半罩圍繞著二子級前端框上的鉸鏈翻轉,隨著火箭加速上升整流罩分離下落。在拋罩過程中,不會發生碰撞和污染。
二子級/分配器分離:
二子級/分配器是通過分離彈簧的分離力來實現的。當火箭控制系統發出二子級/分配器分離指令後,聯接火箭支架和分配器的爆炸螺栓起爆解鎖,安裝在火箭支架上的分離彈簧將分配器/衛星組合體彈出。
衛星/分配器分離:
衛星與分配器的分離也是通過分離彈簧的分離力來實現的。當火箭控制系統發出星箭分離指令,聯接衛星和衛星支架的爆炸螺栓起爆解鎖,衛星被分離彈簧推離分配器。

發射記錄

序號運載火箭發射日期 有效載荷 軌道發射場結果
01LM-2CF011975.11.26 返回式衛星一號LEO酒泉成功
02LM-2CF021976.12.07返回式衛星一號 LEO 酒泉成功
03 LM-2CF031978.01.26 返回式衛星一號 LEO 酒泉成功
04LM-2CF041982.09.09返回式衛星一號LEO 酒泉成功
05LM-2CF051983.08.19 返回式衛星一號 LEO 酒泉 成功
06 LM-2CF06 1984.09.12返回式衛星一號LEO 酒泉成功
07LM-2CF071985.10.21 返回式衛星一號LEO 酒泉成功
08 LM-2CF081986.10.06 返回式衛星一號 LEO 酒泉成功
09 LM-2CF091987.08.05返回式衛星一號 LEO 酒泉成功
10 LM-2CF101987.09.09 返回式衛星二號 LEO 酒泉成功
11 LM-2CF111988.08.05返回式衛星二號 LEO 酒泉 成功
12 LM-2CF121990.10.05返回式衛星二號 LEO 酒泉 成功
13 LM-2CF131992.10.06 返回式衛星二號/瑞典星 LEO 酒泉 成功
14 LM-2CF14 1993.10.08 返回式衛星二號 LEO 酒泉 成功
15 LM-2C/SDF15 1997.09.01 銥星 LEO 太原 成功
16 LM-2C/SDF16 1997.12.08 銥星 LEO 太原 成功
17 LM-2C/SDF171998.03.26銥星LEO 太原 成功
18 LM-2C/SDF18 1998.05.02銥星 LEO 太原 成功
19LM-2C/SDF191998.08.20銥星LEO 太原 成功
20LM-2C/SDF20 1998.12.19 銥星 LEO 太原成功
21 LM-2C/SDF211999.06.10 銥星LEO 太原 成功
22LM-2C/SMF22 2003.12.30 探測一號LEO 西昌 成功
23 LM-2C/CTSF23 2004.04.18 試驗衛星一號/納星一號SSO 西昌 成功
24 LM-2C/SMF24 2004.07.25探測二號LEO太原 成功
25 LM-2CF25 2004.08.28 返回式衛星LEO 酒泉 成功
26 LM-2CF26 2004.11.28 試驗衛星二號LEO 西昌 成功
27 LM-2CF27 2005.08.02 返回式衛星 LEO 酒泉 成功
28 LM-2CF282006.09.09 實踐八號衛星 LEO 酒泉 成功
29 LM-2CF29 2007.04.11 海洋1B衛星SSO 太原 成功
30 LM-2C/SMF30 2008.09.06 環境A、B衛星 SSO 太原 成功
31 LM-2CF31 2009.04.22 遙感六號 SSO 太原 成功

失利原因

2011年8月18日,長征二號丙運載火箭發射實踐十一號04衛星失利,中國航天科技集團公司立即成立了飛行故障審查委員會。
經過故障調查、審查,長征二號丙運載火箭飛行失利定位於火箭二級姿態失穩,原因是由於二級飛行段二級游機Ⅲ分機與伺服機構連線部位失效造成。造成連線失效的原因是連線部位的可靠性存在薄弱環節。

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