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火箭发动机,人类玩火的极致(七)——基于东风导弹技术 打造长征运载火箭
不过值得注意的是,在涡轮泵结构方面,中国的YF-1发动机与苏联的飞毛腿B(Scud-B)发动机、朝鲜的“劳动(Nodong)”弹道导弹的发动机存在差异。后两者涡轮泵虽然仍是单轴结构,但是涡轮位于单侧,并非燃料泵与氧化剂泵之间。
在涡轮泵中,涡轮位于最右侧(红色方框),氧化剂泵与燃料泵位于左侧
基于东风-4导弹 研制中国第一枚运载火箭
1966年,根据国防科委的要求,当时主管航天部门七机部就确定,我国第一枚卫星运载火箭选用东风-4液体导弹。1967年提出了长征一号运载火箭方案。该型火箭是三级结构,火箭的一、二级在东风-4号基础上进行修改。第一级采用的是YF-2A发动机(即四个YF-1A火箭发动机并联),推进剂为硝酸-27S/偏二甲肼组合。第二级采用YF-3A(即YF-1火箭发动机的改进增强版)。
长征一号运载火箭尾部可见四个YF-1A火箭发动机并联
该型火箭的第三级与如今普遍类型的三级有所不同,其采用的是FG-02固体火箭发动机,使用高氯酸铵-聚硫橡胶复合固体推进剂。一般来说,火箭的第三级需要实现高空启动点火,需要一定的技术水平。相比于液体发动机,固体燃料无法多次点火(推进剂一次燃尽),这就给火箭的姿态调整带来挑战。不过,长征一号在其后来的衍生型号中,第三级有采用四氧化二氮/偏二甲肼液体燃料发动机。
长征一号运载火箭共进行了两次发射,1970年4月24日,将东方红1号卫星送入轨道。1971年3月3日,又将实践一号科学卫星送入轨道。
长征二号技术积累 奠定中国运载火箭坚实基础
长征一号顺利发射成功后,紧接着新研制的东风-5洲际弹道导弹成功发射。在东风-5的基础上又研制长征二号系列、长征三号系列、长征四号系列。这三个系列成为中国航天工程的骨干运载火箭。与长征一号系列运载火箭不同,后三个系列的一、二级基本采用四氧化二氮/偏二甲肼作为推进剂。
在长征三号系列运载火箭中,第三级使用氢氧火箭发动机作为动力
长征二号系列运载火箭一般认为由风暴一号、长征二号、长征二号丙、长征二号丁、长征二号捆、长征二号F这6种型号组成。实际上,风暴一号有时也被称为“新长征一号”,但是其动力和推进剂与长征一号系列相比,发生改变。
在长征二号系列中,其第一级动力来自YF-20发动机或者YF-21(四台YF-20的组合)。YF-20发动机通常也与YF-23游动发动机(四燃烧室结构)配合构成第二级火箭动力,实际上二级动力搭配恰好组成YF-24火箭发动机。YF-21发动机(左)由四台YF-20发动机(右)而成组合。一级四台发动机安装在一个圆周上,可以沿着圆周摆动,以控制火箭的飞行,总推力约2940千牛,1秒钟消耗约1150千克推进剂
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- 责任编辑: 柳叶刀 
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