簡介

長征二號C火箭同義詞有長征2號C、長征二號丙運載火箭。根據發射衛星的需要,1970年對長征二號火箭進行了改進,研製成功了長征二號丙(CZ-2C)火箭。長征二號丙運載火箭,是在長征二號運載火箭基礎上進行改進研製的,進一步提高了運載能力和可靠性。長征二號丙火箭的研製成功,將中國運載火箭低軌道運載能力由長征一號的300公斤提高到3000公斤,尤其是長征二號丙火箭的連續發射成功,表明中國的運載火箭技術已經成熟,並達到世界先進水平。
歷史
聶榮臻元帥親自組建

中國航天運載系統的發展起步於1956年10月,由聶榮臻元帥親自組建的中國第一個火箭飛彈研究機構——國防部第五研究院成立,1960年在前蘇聯中止對中國火箭研製的援助之後,中國開始了自主研製火箭的歷程。
兩彈一星
1965年,鑒於中國中程飛彈、各種探空火箭、固體火箭的研製和發展試驗工作都取得了較大進展,獲得了必要的技術儲備,中國一方面正在研製遠程飛彈,另一方面也開始著手為發射人造地球衛星研製運載火箭。研製運載火箭與遠程飛彈相比有兩項新的要求:一是火箭要能飛出大氣層;二是火箭速度必須達到第一宇宙速度。也就是能在近地軌道繞地球作圓周運動的速度。經過幾年的艱苦努力和探索,1970年4月24日,長征一號火箭首次發射成功,將中國的第一顆人造地球衛星東方紅一號送入軌道,實現了“兩彈一星”的偉大工程目標,從此,中國開始進入航天時代。長征一號也作為中國自行研製的第一種運載火箭永載航天史冊。
首發試驗
在“兩彈一星”精神的激勵下,1971年,中國第一顆返回式衛星正式立項,其運載火箭按照火箭序列命名為長征二號(CZ-2),低軌道運載能力為1400千克。長征二號火箭於1974年11月5日進行了首發試驗,火箭起飛後姿態失穩後炸毀,發射失利。
4次發射
長征二號首飛失利後,給整個型號隊伍造成了非常被動的局面,但整個隊伍頂住了壓力,認真分析、改進設計,終於經過一年的努力,於1975年11月26日發射成功,隨後,長征二號火箭進行了4次發射(一次失利,3次成功),奠定了長征二號丙火箭立足的基礎。
成長過程
功能不斷擴展

為適應國內外太陽同步軌道,極地軌道及一箭多星的需求,在CZ-2C火箭基礎上首次研製成功了雙星旋轉分離的上面級和自旋章動控制的固體上面級。巧妙地實現了雙星同時旋轉分離技術;大固體發動機的上面級旋轉章動控制技術、實現固體上面級無末修控制,而確保衛星入軌點的軌道精度;採用了大速率慣組滿足自旋穩定的固體上面級的控制;採用了四分集GPS接收機滿足旋轉上面級的報軌測量等。上述多項技術在國內均屬首次。此外兩級狀態的CZ-2C火箭具有調姿定向姿態精度要求,為減少空間垃圾,入軌的火箭二級箭體可自動離軌返回地球。
已達到發射飛行成功率96%
CZ-2C火箭的技術為20世紀60年代水平,全箭各系統均為單點設計,系統無冗餘,其中使用的元器件和儀器設備如今已大部分被淘汰。因此,原CZ-2C火箭固有可靠性比較低,而長期保持較高的發射飛行成功率,除嚴格的生產工藝質量控制外,更重要的是不斷進行的實施可靠性增長工程,有針對性地解決影響成敗的薄弱環節。
控制系統的供配電系統,關機與分離系統的繼電器電路採用並串聯電路。
控制系統電纜網接外掛程式連線,全彈火工品電路,均採用雙點雙線冗餘措施。
慣性氣浮平台陀螺加速度表輸出裝置由光柵/燈泡改為變磁組;改進平台機械鎖簧片的接觸不可靠的結構;改進平台陀螺加速度表迴路放大器場效應管電路(易失效造成平台加速度表飛轉)採用了厚膜組件電路;平台供氣系統採用兩個串聯單項活門提高供氣安全可靠。
為解決箭上電磁兼容性,減少干擾,採取了禁止、消反電路等。
為確保火箭起飛信號可靠,由單點改為並聯雙點。
發動機啟動活門由單鎖改為雙鎖結構。
星/箭分離爆炸螺栓首次採用低衝擊分離裝置。
控制系統程式配電器步進電磁鐵的脈衝供電易受干擾,曾出現多發或少發脈衝,後進行了改進設計。
為確保射前故障箭不點火,增設了火箭參數監測。
為確保點火起飛安全性將發射台折倒臂取消,火箭支撐點下移到尾端面上。
為確保箭上儀器設備產品質量,對控制系統的儀器設備採用高效應力篩選和全樣驗收措施。對於上面級新研製的儀器設備增加抽樣可靠性增長試驗。
為確保火箭二級尾段熱環境對儀器電纜、管路工作的不利影響,採取了比較規範有效的防熱措施。
上述可靠性增長項目僅為一些例子。多年來,為使可靠性提高以及運載能力增長和適應各類衛星的軌道接口及快速適應性等要求,對CZ-2C火箭進行了上百項改進和提高,這些項目的改進和提高並與武器等型號相互借鑑、相互移植、共同發展、提高。
改進型號研製流程
大型火箭研製歷來流程對火箭結構動力學特性主要是靠全尺寸上震動塔做彈性振動試驗,測量其實際的模態特性,校核、修正其理論分析計算數據,特別是對敏感器件安裝處的振型斜率主要以實測為準,但這樣做成本高、周期長、振動試驗箭不能再上天。屠守鍔老總多年前就建議研究,以理論計算取代全箭上塔振動試驗的可行性,但一直未能敢為。
2002年,CZ-2C接到發射尖兵二號衛星任務時,因衛星質量4t較重,火箭運載能力不足,需要加長3m多,貯箱壁厚加大,整個火箭結構動特性變化較大,按歷來做法要生產一發彈性振動試驗箭上塔試驗。但經費少、周期短,當時大膽地啟動了這項課題,組織攻關。
統計、總結多年來多種型號的彈性振動試驗的數據進行分析比較,採用較先進計算方法和計算軟體,並輔以靶場垂直狀態下,簡易模態方法驗證。經屠老總和有關專家的嚴格審查,於2004年、2005年連續兩發飛行試驗取得圓滿成功,屠老總多年的願望終於實現了,意義重大。
為有效縮短靶場發射周期,向國際發射市場靠攏,在加強單機產品出廠前和靶場單元測試質量控制,加強了全箭產品出廠測試、覆蓋性等措施的前提下,總結了多年CZ-2C靶場工作流程的經驗,率先取消了靶場火箭的水平測試,至今已有多個型號採用。
繼承與發展
卓越貢獻
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自成立以來,CZ-2C火箭在各級領導關懷、指導下,在各有關單位支持和參與下,在兩總系統精心研發和呵護下,技術上不斷創新完善提高,可靠性不斷增長,今天的CZ-2C系列火箭基本達到了功能齊全、性能優越、適應能力強、使用方便、可靠性高的先進水平,是比較成熟的火箭,曾在12個月之內在三個靶場對不同的衛星進行了5次發射,取得了圓滿成功,為中國航天運載事業做出了卓越貢獻。它的功績已載入我國航天事業的史冊。
提高使用性能
當今和今後一個時期,CZ-2C火箭還要繼續承擔多項發射任務,CZ-2C火箭的套用發展的路程尚未走完,火箭自身的技術改進提高尚有潛力和空間,需要繼續進行以可靠性增長為重點進一步再提高使用性能,快速適應能力和降低成本。
方便快捷
兩總系統提出了將箭上電氣系統主要是對控制系統進行改造更新,原系統為20世紀60年代技術,已落後,絕大部門採用分立器件,其中大部分立器件早已廢型和停產,儀器設備數量較多,體積、重量較大,系統串聯連線環節多,尤其增加上面級後,因當時受研製條件所限,上面級電氣系統為獨立系統,即形成了全箭兩套獨立的電氣系統,為此更加帶來儀器數量多、串聯連線環節多、系統無冗餘,設計固有可靠性更低並加大了製造成本,使用不便,給地面設備也增加了複雜度。2002年,經認真分析論證提出了技術改進方案,該方案以現有成熟的技術和設備為基礎,設計為具有較高程度的系統冗餘方案,大量採用模組化、標準化,該設計方案與原狀態比儀器數量減少1/3,製造成本降低1/3,而固有可靠性大為提高,使用性能更加方便快捷。
CZ-2C一體化方案
該改進方案又稱CZ-2C一體化方案,預計此方案正式批准後,可在兩年之內完成初樣產品生產、地面試驗並生產出試樣產品、投入套用發射。這樣做是小投入、大效益、高可靠,更加有把握繼續保持CZ-2C系列火箭發射飛行成功的不敗紀錄,繼續為航天運載事業做出更大的貢獻。
基本型火箭
從長征二號火箭的自行研製開始,到長征二號丙火箭的研製,為後續型號奠定了基礎,長征二號丙火箭的研發和可靠性決定它成為長征火箭家族中的基本型火箭,長征二號丙火箭加上採用液氫液氧低溫燃料的頂級即構成長征三號火箭,用於發射地球同步軌道衛星,現在已發展到長征三號A、長征三號B和長征三號C系列火箭。長征二號火箭加上採用常溫燃料的頂級,即構成長征四號火箭,用於發射太陽同步軌道衛星。以長征二號丙火箭為芯級,在它周圍捆綁四枚助推火箭,即構成長征二號E大推力運載火箭,完成神舟飛船發射的長征二號F火箭是在長征二號E火箭基礎上改進的。
不竭動力
通過幾代航天人的不懈努力,長征系列火箭經歷了從自主創新到獨立研製,從串聯到捆綁,從單星發射到多星發射,從常溫推進劑到低溫推進劑,從發射衛星等運載器到發射載人飛船的過程,具備了發射低、中、高不同軌道、不同類型衛星的能力,取得了舉世矚目的成就,並在國際商業衛星發射服務市場上占有一席之地,成為中國可數的具有自主智慧財產權和較強國際競爭力的高科技產品。這一成績的取得得益於“兩彈一星”的研製,也是“兩彈一星”工程的重要組成部分和繼承與發展,更是推動我國運載火箭技術發展的不竭動力。
兩種型號分支
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長征二號丙共有兩種型號分支:
長征二號丙/SD:1997年12月8日首次發射,是一種商業衛星發射器,即在長征二號丙的二級火箭上安裝一個上面級的智慧型分配器(SmartDispenser)。
長征二號丙/SM:2003年首次發射,安裝了改進版的固體上面級。
組成
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。
總體參數
級數:2級
1、 全長:31.170米(A型罩)、35.151米(B型罩)
2、 最大直徑:3.350米
3、 起飛質量:約192噸
4、 起飛推力:2786千牛
5、 推重比:1.48
6、 運載能力:2400公斤(200~470公里近地軌道)
7、 入軌精度(σ):(200~470公里近地軌道)
9、 偏心率偏差:0.00023
10、軌道傾角偏差:0.05度
11、近地點幅角偏差:1.7度
1升交點經度偏差:0.1度
一子級
1、級長:23.720米
2、直徑:3.350米
3、起飛質量:151噸
4、結構質量:8.6噸
5、推進劑質量:143噸
6、發動機:YF-21
7、推進劑:四氧化二氮/偏二甲肼
8、地面總推力:2786千牛
9、地面比沖:2540牛·秒/公斤
10、工作時間:130秒
裝配有DaFY6-2型發動機,該發動機是由四台推力為75噸的液體N2O4/UDMH發動機並聯而成。每台DaFY6-2型發動機的噴口可以在伺服機構的帶動下單向擺動以控制火箭飛行的姿態,最大的擺動角為10度。
二子級
1、級長:8.706米
2、直徑:3.350米
3、起飛質量:38.2噸
4、結構質量:3.2噸
5、推進劑質量:35噸
6、發動機:YF-22(主機)、4×YF-23(游機)
7、推進劑:四氧化二氮/偏二甲肼
8、真空推力:720千牛(主機)、46千牛(4台游機)
9、真空比沖:2834牛·秒/公斤(主機)、2762牛·秒/公斤(游機)
10、工作時間:112秒(主機)、287秒(游機)
主發動機噴管固定不動,遊動發動機噴管可作單向擺動,最大擺角60度,以控制箭體飛行姿態。
整流罩
1、長度:3.144米(A型)、7.125米(B型)
2、直徑:2.200米(A型)、3.350米(B型)
3、有效容積:3.6米3(A型)、27米3(B型)
在火箭飛行穿過大氣層這段過程中,火箭頂部的衛星整流罩保護衛星免受來自大氣層的各種干擾。衛星整流罩為衛星提供了一個良好的環境。長征二號丙改進型運載火箭的衛星整流罩由端頭帽、前錐段、圓柱段組成。端頭帽由玻璃鋼纖維材料製成,具有良好的無線電透波性。前錐段和圓柱段是由金屬蜂窩材料製成,倒錐段由化銑合金材料製成。如果需要,無線電透波視窗和操作視窗可以在柱段和前錐段上開口。
分配器
分配器是一個三軸穩定的上面級,由衛星支架和軌道機動級組成。軌道機動級由固體發動機、主結構、控制系統、姿態控制系統、遙測系統等組成。固體發動機可以根據飛行任務的不同而調整。
星箭對接
長征二號丙改進型火箭可以提供標準的937B和1194機械接口,衛星的下端框與火箭的有效載荷支架的上端框對接,通過包帶來鎖緊。也可以提供爆炸螺栓型接口。