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2.3 各款太空運載火箭
太空運載火箭基本上就是洲際彈道飛彈的推進段,兩者通用且可相互使用。
中國將其太空運載火箭以長征家族為名,從長征一號到現在的長征七號,各款還有不同的改進型。曾經一度有「暴風一號」之名,但因發生事故不吉利,該系列名稱便不再使用。
現在使用最多的是長征二號F系列,專用於神舟飛船之液體燃料火箭,其實如果舊款彈道飛彈要退役了,直接拿來作為太空推進火箭用,其實也是一個極好的用途,將原本軍事殺人的用途改為發展太空事業,意義完全就不一樣了。
我們可以看到,從一開始火箭就是使用液體燃料為主,也就是使用具有高比衝高比推力的化學液體推進劑,又可分為「單組元推進劑」,也就是液化氣體如液氫、液氧等,以及雙組元推進劑(又分可自燃推進劑、不可自燃靠點火之推進劑),如煤油混液氧,與三組元推進劑。
迄今我們看過不少液體燃料組合,如液氫與液氧、如煤油加液氫或其他有毒化學推進劑,如長征一號使用的「液體硝酸與偏二甲基聯氨」等。當然世界各國對於火箭燃料的配比做過非常多的嘗試,大約170種以上的配方被研究過,因為要考量到易用性、價格成本、對環境影響、性能等因素。
接下來讓我們來看中國的長征家族各火箭。
2.3.1 長征-1號火箭
長征-1號火箭是在東風-4號、東風-5型彈道導彈基礎上,設計生產的中國第一款太空運載火箭。火箭的一、二級就是東風-4型彈道飛彈的彈體,再加上第三級一個固體燃料火箭發射器組成。當時已經知道使用多節火箭疊加,加大舉升力度。
1970年4月24日,長征-1號運載火箭搭載東方紅1號人造衛星,自酒泉發射基地發射成功,使中國成為當時世界上,繼蘇聯、美國、法國、日本之後,第五個完成衛星發射的國家。1971年,長征-1號火箭將「實踐一號科學探測技術試驗衛星」順利發射到近地橢圓軌道上。
長征-1號火箭是三級結構,前兩級推進器為液體燃料硝酸與偏二甲基聯氨,第三級為固體推進劑,彈身全長29.46公尺,最大直徑2.25公尺,起飛重量81.5噸,近地軌道運載能力300公斤。
長征-1號火箭在1970年與1971年兩次成功發射,證明設計與結構是妥適的。1971年,在其基礎上,順利完工東風-5型彈道飛彈並成功試射。
長征-1號火箭與東風-5彈道飛彈,後續衍生「風暴1號、長征-2號家族系列、長征-3號系列、長征-4號系列火箭」,為中國後續五十年的太空事業奠定長遠堅實基礎。長征-1號系列在1990年代起,有開發出一款「長征1號丁型火箭」,但也是在亞軌道高空進行試驗,並未突破到外層空間,最後長征-1型火箭完全退役不再使用。
2.3.2 風暴-1號火箭
本款運載火箭是上海第二機電工業局基於東風-5的設計而研發的運載火箭,規格與長征-2C一致。它的源起是當時國務院總理周恩來要求上海也要能夠設計生產彈道飛彈、火箭、衛星等,以便在北京的第七機械部一分院之研發能量外,在上海第二機電工業局也建立一樣的研發能量。這就是上海二機收到的命令,中央軍委下達的「701工程」,研發「風暴-1號火箭」與「長空-1號衛星」。
這是一款兩級的液體燃料火箭,可將1,500公斤物品送上近地軌道,在當時已經算是大酬載火箭,生產過程很順利又快,不到一年就生產出品進行測試,但在風暴-1號生命中總共8次的發射中,有4次是失敗的,比起其他型號之火箭故障率高得多。
然而風暴-1號火箭至少是當時唯一能將超過一噸酬載送上太空的大型火箭。它的各種試驗也為東風-5飛彈的完善作出貢獻