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标  题: 风暴一号运载火箭
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长征四号系列运载火箭由风暴一号、长征四号、长征四号A、长征四号B等火箭组成
，由上海航天局负责研制。风暴一号是一种两级火箭，1969年8月开始研制，主要
用来发射低轨道科学试验卫星，曾研制过三种状态的火箭，1982年停止使用。在风
暴一号基础上，于1979年开始研制三级常规运载火箭长征四号，作为发射地球同步
轨道卫星的运载火箭的另一方案，1982年停止研制。在此基础上转入研制长征四号
Ａ火箭，用于发射太阳同步轨道卫星，并于1988年9月7日成功地将中国第一颗试验
气象卫星——风云一号送入预定轨道。1990年9月3日进行了第二次发射试验，将三
颗卫星同时射入预定轨道。1989年2月在长征四号A的基础上，又开始研制长征四号
B火箭，可运送尺寸和质量更大的对地观测应用卫星。

长征四号系列火箭的总体参数和运载能力见表1，系列型号对比见图1。

http://www.space.cetin.net.cn/docs/ht9812/t0501.jpg

表1　长征四号系列运载火箭

型号名称  级数  全长  最大直径  起飞质量  起飞推力(千牛)  运载能力(轨道)

风暴一号    2  32.57   3.35    192.679     2746        1500(近地轨道)
长征四号    3  41.901  3.35    248.926     2942        1250(静地转移轨道)
长征四号A   3  41.901  3.35    241.092     2942        1500(太阳同步轨道)
长征四号B   3  45.576  3.35    248.470     2971        2200(太阳同步轨道)

风暴一号运载火箭是1969年8月国家下达任务，由上海航天局负责研制的两级液体
火箭，采用四氧化二氮和偏二甲肼作推进剂，主要用来发射低轨道卫星。根据不同
的任务和用途，曾先后研制过三种状态的火箭。1972年8月首次进行遥测试验火箭
发射，取得了基本成功。1975年7月发射了中国第一颗质量超过1吨的卫星。1977年
7月用风暴一号进行了低弹道第一次飞行试验。

风暴一号在我国酒泉卫星发射中心进行了11次飞行，取得了7次成功，共发射了6颗
低轨道人造地球卫星（其中包括1981年9月我国第一次用一枚火箭同时发射的3颗卫
星），并成功地为新技术试验进行了两次低弹道发射。风暴一号火箭于1982年停止
使用。


一、主要技术性能(表2)

表2　风暴一号的主要性能参数

级数                2
全长                32.570米
最大直径            3.35米
起飞质量            192679公斤
起飞推力            2746千牛
推重比              1.453
运载能力            1500公斤(近地点190公里、倾角69度轨道)
入轨精度
  近地点高度偏差    8公里
  倾角偏差          0.3度
  近地点幅角偏差    10度
  升交点经度偏差    0.2度

一子级
级长                23.819米
直径                3.35米

质量                151303公斤
结构质量            8992公斤
推进剂质量          142730公斤
发动机              FY-21
推进剂              四氧化二氮/偏二甲肼
地面推力            2746千牛地面
比冲                2535牛?秒/公斤
工作时间            128.089秒

二子级
级长                8.607米
直径                3.35米
质量                39515公斤
结构质量            3535公斤
推进剂质量          36095公斤
发动机              FY-23
推进剂              四氧化二氮/偏二甲肼
真空推力            716千牛(主机)
                    44.13千牛(游机)
真空比冲            2815牛?秒/公斤(主机)
                    2736牛?秒/公斤(游机)
工作时间            117.41秒(主机)
                    323.41秒(游机)

卫星整流罩
长度                3.144米
质量                242公斤
直径                2.2米
有效容积            5.1立方米


二、总体布局

风暴一号运载火箭全长32.57米，起飞质量192679公斤，由一、 二子级组成。除箭
体结构外，箭上装有控制系统、遥测系统、跟踪测量系统、安全自毁系统、推进系
统和电源配电系统等设备。火箭总体布局见图2。

一、二子级的布局与长征二号C的基本相同，主要不同处在火箭头部。为使卫星免
受大气层气流冲刷，风暴一号在卫星外部装设了球锥形整流罩。仪器舱位于二子级
前部，前端与卫星及整流罩相连，仪器舱壳体作为它们的支承件，内部装有控制系
统、跟踪测量系统、安全自毁系统的大部分仪器。其它仪器安装在箱间段、级间段
及尾段舱体内部。火箭外部Ⅱ、Ⅳ基准处分别设置有电缆和增压供气管路的通道。
贮箱前底都开设人孔口盖，仪器舱、箱间段、尾段、级间壳段都设置设备检修窗口
，给火箭维护使用带来了方便。

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三、箭体结构

一子级由级间壳段、杆系、氧化剂箱、箱间段、燃料箱、后过渡段和尾段组成。二
子级由仪器舱、氧化剂箱、箱间段和燃料箱组成。头部有卫星整流罩。一、二子级
的贮箱和舱段结构与长征二号Ｃ的基本相同。

卫星整流罩是为保护卫星顺利穿越大气层而专门设计的舱体。它由半径为650毫米
的球壳和半锥角为10度的截锥体分为两个半壳组成，底部直径为2200毫米，总长为
3144毫米。整流罩采用铆接结构。球头部分为酚醛玻璃钢模压件。截锥体部分为蒙
皮桁条金属薄壁结构，中间设有加强框。为满足卫星透波率要求，在卫星天线的相
应部件，整流罩局部的蒙皮使用5毫米厚的环氧树脂玻璃钢。由于飞行中气动加热
严重，表面涂覆耐高温涂层。整流罩在火箭飞行高度超过110公里后与箭体分离，
分离采用爆炸螺栓解锁，弹射筒平推分离方案，两个半罩的横向分离速度约为5米
/秒。

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四、推进系统

风暴一号的推进系统由一、二子级发动机及推进剂增压输送系统等组成，详见一、
二子级推进系统框图（图４和图５）。

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1、一子级发动机

发动机代号为FY-21，由四台FY-20单管泵压式发动机并联组成，用来提供第一级飞
行的动力和控制力。每台发动机都由推力室、涡轮泵、火药起动器、起动阀门、主
阀门、降温器、蒸发器、主断流阀门等组成。各台发动机推力通过机架传向箭体，
发动机的安装角为2度50分，分别与箭上推进剂主管路对接，各自构成独立的工作
系统。氧化剂和燃料的泵前都装有补偿软管，能够实现泵前切向±10度摇摆。发动
机具有自生增压系统，氧化剂增压用的四氧化二氮从主阀门前引出，用气蚀管控制
发动机副系统流量，用节流圈控制主系统流量。发动机推力室的头部喷注器共有
2598个直流式喷嘴，呈同心圆布置在15个喷注器环上。整个喷注器面用隔板组件分
隔成7个区，以防止横向燃烧不稳定。喷注器还采用了液相分区型的流强分布，以
防止纵向燃烧不稳定。发动机的火药起动器和燃气发生器直接焊在涡轮盖上，四氧
化二氮蒸发器与涡轮排气管之间采用无法兰焊接结构，燃气降温器固定在推力室身
部圆柱段外。发动机上高压导管采用脉冲自动氩弧焊和线压紧式的钎焊接头连接。

一子级发动机的起动程序为先起动Ⅱ、Ⅳ分机，间隔0.25秒再起动Ⅰ、 Ⅲ分机。
各分机的起动程序是先打开燃料起动阀门，过0.36秒再打开氧化剂起动阀门，再过
0.65秒火药起动器工作。关机程序为四个分机的燃料主阀门、 氧化剂主阀门和副
系统氧化剂断流阀门同时通电，起爆电爆管使之关闭，截断推进剂通路，实现发动
机关机。


2、二子级发动机

发动机代号为FY-23，由FY-22主发动机（主机）和FY-23U游动发动机（游机）组成
。主机和游机自成系统独立工作。发动机推力通过机架传向箭体。主机和游机的涡
轮泵分别布置在火箭的Ⅰ、Ⅲ基准处，游机的涡轮泵装在主机推力室的头部。

FY-22主发动机它的基本组成及总体布局与FY-20发动机大体相同。主要不同处是：
主机与机架采用固定式连接，机上不设摇摆装置；燃料和氧化剂泵后主管路上均装
有气蚀管，用气蚀管控制主、副系统的流量和混合比；蒸发器的四氧化二氮的引出
点在推力室头部氧化剂入口处；蒸发器与涡轮泵间采用法兰连接。

FY-23U游动发动机主要由四台摇摆发动机组和一台共用的小型涡轮泵组成。各机组
的安装角为10度。在机组的框架上有伺服机构安装座，各分机可作±60度切向摇摆
。游机用的推进剂在主发动机泵前管路引出，游机泵后推进剂由四通接头分散给四
台游机的燃烧室。

二子级发动机的起动程序为：先打开燃料起动阀门，隔0.4秒打开氧化剂起动阀门
，再过0.7秒主机火药起动器工作，再经1.2秒游机火药起动器工作。关机程序为：
主机采用氧化剂主阀门、燃料主阀门和副系统氧化剂断流阀门同时关闭的关机程序
，主机和游机的关机时间间隙可按发射任务需要确定。

二子级发动机FY-23从1980年起改用代号为YF-24的发动机。YF-24发动机的结构和
性能与FY-23的基本相同，详见长征二号C火箭的二子级发动机部分。

3、增压输送系统

系统的组成和原理与长征二号Ｃ的基本相同。


五、制导和控制系统

风暴一号的制导和控制系统由制导系统、姿态控制系统和电源配电系统组成。箭上
设备和工作原理与长征二号Ｃ的基本相同。风暴一号火箭的主要特点是：制导系统
采用平台-计算机方案，关机方程的运算是控制一、二子级发动机的关机时间，使
卫星运行周期的偏差最小；运算时以视速度作为关机特征量，当火箭达到关机特征
量时，即发出该级发动机的关机指令。第一级飞行中不进行导引控制，第二级在级
间分离后１６秒开始导引，采用了速度导引和高度导引相结合的混合导引方案，从
而提高了卫星入轨精度。第一级姿态控制系统对高次振型采用增益控制，即滤波网
络的办法，对一阶振型采用相位控制，即采用速率陀螺使振动衰减，提高刚体运动
的稳定性。在俯仰、偏航通道中增加加速度表反馈回路，限制箭体在大干扰作用下
发动机的摆角。第二级姿态控制系统采取了增强校正网络微分作用、游机提前冷摆
和变反馈等措施，以解决起控时的稳定性。在贮箱内设置“＋”字隔板，提高推进
剂晃动频率，改善晃动稳定性。电源配电系统中采用机电式程序配电器，由方波电
源带动步进电磁铁，使凸轮组等速转动，控制簧片的接通和断开，实现对控制系统
程序配电。


六、安全自毁系统

它的任务有两个：一是火箭在主动段飞行过程中，当发生严重故障，不能完成预定
的飞行任务时，为保证航区的安全，系统可根据遥控指令或箭上姿态失稳信号将火
箭在空中自毁；二是将完成飞行任务的一、二子级箭体在空中炸毁。箭上系统由电
池、爆炸器、控制机构、安全指令接收机等组成（图６）。

姿态失稳自毁和遥控自毁的工作原理与长征二号Ｃ的相同，对完成飞行任务的一、
二子级箭体，风暴一号采用钟表机构自动延时后在空中自行炸毁。

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七、跟踪测量系统

该系统担负主动段外弹道测量和安全遥控任务，即实时测量飞行弹道数据，作为安
全遥控的信息，并为飞行结果分析提供依据。箭上跟踪测量系统的设备主要有
WA521连续波应答机、WA522单脉冲应答机、WA523引导雷达应答机、WA524安全指令
接收机及其相应的天线、功分器，还有电池等。详见箭上系统框图（图7）。

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八、遥测系统

该系统用来测量和监视各系统在飞行中的工作情况及环境条件，箭上采用一套大容
量遥测设备来完成参数的监测。箭上遥测系统的设备主要有传感器、变换器以及缓
变交换子、速变交换子、编码器、发射机（详见图8）。

大容量遥测设备的使用状态是30千码缓变信号（A组）、30千码数字信息（B组）、
2个副交换子和2个高精度时间参数。

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九、典型飞行程序与轨道

风暴一号火箭发射科学试验卫星（一箭一星状态）典型飞行轨道见图9，典型飞行
程序见表3。

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表３　风暴一号典型飞行程序

时间(秒)　　事件

T+0　　　　火箭起飞
T+7　　　　程序转弯开始
T+123.156　箭上计算机发出一子级发动机关机指令(预令)
T+125.856　一子级发动机关机(主令),二子级主发动机点火
T+126.856　一子级分离,二子级游动发动机点火
T+137.156　卫星整流罩分离
T+233.622　二子级主发动机关机
T+416.822　二子级游动发动机关机
T+421.822　星箭分离,二子级反推
T+422.322　二子级反推,转动
T+423.702　控制系统断电,飞行结束


十、飞行记录（见表4）

表４　风暴一号火箭飞行记录

序号  发射日期  有效载荷      质量  近地点  远地点  倾角  周期  备注

1    1972.8.10   试验配重      1050
2    1973.9.18   科学试验卫星  1138                              失败①
3    1974.7.12   科学试验卫星  1108                              失败②
4    1975.7.26   科学试验卫星  1107   187     474   69.027  91.02
5    1975.12.16  科学试验卫星  1108   184     387   68.991  90.22
6    1976.8.30   科学试验卫星  1108   191     2145  69.166  108.44
7    1976.11.10  科学试验卫星  1208                              失败①
8    1977.9.14   试验配重      3100
9    1978.4.15   试验配重      3100
10   1979.7.28   科学试验卫星  250                               失败①
                 科学试验卫星  480
                 科学试验卫星  30
11   1981.9.20   科学试验卫星  250    231.4   1610.4  59.44   103.43
                 科学试验卫星  480
                 科学试验卫星  30

①二子级游机故障；②二子级主机故障

（转自《世界航天运载器大全》）

《中国航天》1998年12期、1999年1期
http://www.space.cetin.net.cn/docs/ht97-b.htm
注：各型火箭最新的飞行记录可参阅本版文章“中国运载火箭发射全记录”。


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