您当前位置:首页 > 运载火箭

长征三号运载火箭

长征三号火箭是在长征二号火箭基础上发展起来的三级火箭,该火箭于1978年开始方案设计,1980年进入初步设计,1984年1月29日首次发射,因三子级发动机第二次点火后未能正常工作东方红二号卫星未能入轨,仅进行了通信试验,或基本成功。该火箭曾于1990年4月7日成功地将美国休斯公司制造的亚洲1号卫星送入地球同步转移轨道

火箭名称长征三号运载火箭英文代号CZ-3
火箭级数3级全箭总长44.56米
起飞质量202吨起飞推力2800 kN
首次发射1984年1月29日设计单位中国运载火箭技术研究院

火箭简介

长征三号运载火箭是一枚三级液体运载火箭,其一、二子级基本上与长征二号丙运载火箭的一、二子级一致,三子级采用了具有高空二次启动能力的液氢液氧发动机。长征三号运载火箭的研制成功使中国成为世界上第四个具有地球同步卫星发射能力的国家。

长征三号运载火箭主要用于发射地球同步轨道有效载荷,其GTO运载能力为1.45吨,全箭起飞质量204吨,全长44.56米,一、二子级直径3.35米、三子级直径2.25米,卫星整流罩最大直径3.0米。它的一子级和二子级使用偏二甲肼(UDMH)和四氧化二氮(N2O4)作为推进剂,三子级则使用效能更高的液氢(LH2)和液氧(LOX)。

全箭由箭体结构、动力系统、控制系统、遥测系统、外测安全系统、分离系统以及辅助系统等组成。

长征三号运载火箭在1984年4月首次飞行成功地将东方红二号试验通信卫星送入预定地球同步转移轨道。在1990年4月首次执行外星发射服务合同,成功发射了亚洲一号卫星。在此之后,长征三号运载火箭成功地发射了包括亚太一号卫星、亚太一号甲卫星、风云二号卫星等在内多颗国内外卫星。

火箭结构

一子级

一子级长20.588米,上部是装有液体四氧化二氮(N2O4)的氧化剂箱,下部是装有液体偏二甲肼(UDMH)的燃烧剂箱。一子级装配有YF-21B型发动机,该发动机是由四台推力为75吨的液体N2O4/UDMH发动机并联而成。每台YF-21B型发动机的喷口可以在伺服机构的带动下单向摆动以控制火箭飞行的姿态,最大的摆动角为10度。

二子级

二子级长7.520米,上部是装有液体四氧化二氮(N2O4)的氧化剂箱,下部是装有液体偏二甲肼(UDMH) 的燃烧剂箱。二子级装配有75吨推力的YF-24D型发动机,它是由主发动机和带四个小喷管、推力为4.8吨的游动发动机组成的。主发动机喷管固定不动,游动发动机喷管可作单向摆动,最大摆角60度,以控制箭体飞行姿态。

三子级

三子级长9.689米,上部是装有液氢(LH2)的燃烧剂箱,下部是装有液氧(LOX)的氧化剂箱。三子级采用的是YF-73氢氧发动机,具有二次启动能力,由两独立的单管发动机并联而成。

卫星整流罩

在火箭飞行穿过大气层这段过程中,火箭顶部的卫星整流罩保护卫星免受来自大气层的各种干扰。卫星整流罩为卫星提供了一个良好的环境。长征三号火箭的卫星整流罩由端头帽、前锥段、圆柱段和倒锥段组成。端头帽由玻璃钢纤维材料制成,具有良好的无线电透波性。前锥段和圆柱段是由金属蜂窝材料制成,倒锥段由化铣合金材料制成。如果需要,无线电透波窗口和操作窗口可以在柱段和前锥段上开口。长征三号运载火箭整流罩长6.540米,最大外直径3.0米,其静包络最大直径为2.7米。

星箭对接

长征三号甲火箭可以标准的937B机械接口。卫星的下端框与火箭的有效载荷支架的上端框对接,通过包带来锁紧。

火箭飞行时序

任务描述

长征三号运载火箭可以将卫星送入地球同步转移轨道(GTO)。在执行一个典型的GTO任务时,长征三号火箭的一、二子级首先将卫星和三子级的组合体送入一个圆形的停泊轨道,然后三子级进行滑行段飞行,之后,三子级发动机再次点火将组合体送入目标GTO轨道,最后,三子级和卫星分离。

飞行时间表 

事件 飞行时间(秒)
起飞 0.00
程序转弯 8.00
一级/二级分离 127.89
整流罩分离 259.25
二级/三级分离 263.25
三级第一次关机,滑行段开始 688.88
滑行段结束,三级第二次点火 935.70
三级第二次关机,末速修正开始 1253.71
末速修正结束,调姿段开始 1261.71
星/箭进入转移轨道,起旋火箭点火 1291.71
起旋火箭关机 1292.21
星/箭分离 1292.71

火箭系统组成

长征三号的制导和控制系统由制导系统和姿态控制系统组成。

制导系统

制导系统采用平台-计算机方案,其任务是发出各级关机(起动)指令,并在二、三级飞行期间进行法向、横向导引计算,将结果输往姿态控制系统。为了满足各级飞行的特定要求,采用了不同的制导方法:第一级采用射程关机,以控制残骸落点;第二级和第三级第一飞行段均采用速度关机;第三级第二次起动采用绝对定时起动,以控制幅角;第三级第二次关机采用半长轴关机,以控制半长轴的偏差;末速修正段采用视速度增量关机。

当火箭的正常关机出现故障时,采用下列保护措施:第一级用耗尽关机;第二级采用判别 X向加速度计输出脉冲个数进行关机;第三级第一飞行段采用定时关机;第三级第二飞行段采用判别Y向加速度计脉冲个数进行关机;末速修正段采用定时关机。

姿态控制系统

姿态控制系统采用平台速率陀螺网络、摇摆发动机控制方案,由三轴稳定平台、速率陀螺、变换放大器、开关放大器和伺服机构等组成。在第三级第一次工作段和第二次工作段由伺服机构带动发动机摇摆,实现姿态控制,而在滑行段则由开关放大器控制无水肼喷管的工作,实现姿态控制。

三轴稳定平台感应箭体姿态角和由弹性振动引起的附加姿态角,俯仰通道还接受由计算机发出的俯仰程序指令。平台的输出信号是1000赫兹交流信号,其幅值表示姿态角偏差的大小,相位表示姿态角的极性。

速率陀螺感应箭体姿态角速度和因箭体弹性振动引起的附加姿态角速度,输出信号也是1000赫兹交流信号。在一级俯仰、偏航、滚动通道和二级俯仰、偏航通道各用一个速率陀螺。

变换放大器由检波器、校正网络和综合放大器组成。检波器将平台和速率陀螺输来的交流信号解调为直流信号,送至校正网络进行整形和滤波,最后送至综合放大器进行放大。

伺服机构是姿态控制系统的执行元件。它带动发动机偏摆,以产生控制力矩。

出了二、三子级的伺服机构。一子级伺服机构的不同之处在于反馈电位计前面无传动机构。

开关放大器由检波器、网络和开关控制器组成。平台输入的信号经检波、放大,使开关控制器输出控制电流来控制电磁阀门的开闭,令相应的喷管工作。

长征三号运载火箭
运载火箭信息 浏览次数:2340次
最新更新:2015-08-06 18:04
爱航天网简介 | 联系我们 | 我要投稿 | 免责声明 | 隐私保护 | 意见反馈 | 网站合作 | 网站导航 | 爱航天网 | 航天精神
爱航天网(www.aihangtian.com),致力于推动航天知识科普教育、传播航天精神。爱航天网,为中国航天加油,为中国航天喝彩!
网站违法和不良信息举报邮箱:jubao#aihangtian.com(请将#换成@),欢迎您提供航天新闻、发射任务、文字、图片、视频等资料
Copyright © 2015  爱航天网版权所有  京ICP备12042125号-2