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发信人: ersy (闪了一下腰), 信区: Green
标  题: 长征一号丁运载火箭(转载)
发信站: 哈工大紫丁香 (2004年05月05日16:58:02 星期三), 站内信件

【 以下文字转载自 Aero 讨论区 】
【 原文由 dxmxqe 所发表 】
长征一号D三级火箭是长征一号的改进型。主要改进有：提高一子级发动机推力（由1020千
牛提高到1101.2千牛）；提高二子级性能， 包括更换氧化剂（用四氧化二氮代替硝酸-27
S）、更换发动机（用两台可双向摆动并可二次起动的YF-40发动机代替固定的YF-3发动机
）、去掉燃气舵并在一、二级分离时将二子级尾段抛掉等；提高三子级性能，包括更换固
体火箭发动机（用FG-36取代FG-02，真空平均比冲提高约400牛•秒/ 公斤）和装双
组元推进剂姿控发动机（可多次起动的辅助推进装置，用于滑行段和动力段飞行姿态管理
及提供轨道转移冲量）；采用“平台-计算机”全惯性制导。

经过改进的长征一号D火箭可以发射各种低轨道卫星（如质量800～1000公斤、轨道高度20
0公里、倾角31.5度的可回收卫星和质量约350公斤、轨道高度903公里的太阳同步轨道卫星
等）。卫星入轨姿态既可以是自旋、也可以是三轴稳定状态。

表1 长征一号丁总体参数和运载能力

型号名称    级数   全长   直径   起飞质量(公斤)  起飞推力(千牛) 典型运载能力(公
斤)①

长征一号D   3    28.22   2.25    81075           1101.2        930（自旋）750（
三轴）

其中运载能力对应300公里圆轨道，倾角57度。

一、主要技术性能（见表2）

表2长征一号D的主要技术性能

级数            3
全长            28.220米
翼展            3.810米
起飞质量        81075公斤
起飞推力        1101.2千牛
推重比          1.39
运载能力        930公斤(自旋),750公斤(三轴稳定)(300公里圆轨道,倾角57度)
入轨精度        偏心率0.001～0.005,轨道面倾角偏差小于0.3度(300～1000公里圆轨道
)

一子级
级长            19.735米
直径            2.250米
子级质量        65040公斤
结构质量        4080公斤
推进剂质量      60860公斤
发动机          YF-2A
推进剂          硝酸-27S/偏二甲肼
海平面推力      1101.2千牛
海平面比冲      2378牛•秒/公斤
工作时间        约132秒

二子级
级长            6.037米
直径            2.250米
子级质量        13490公斤
结构质量        1100公斤
推进剂质量      12380公斤
发动机          YF-40(两台)
推进剂          四氧化二氮/偏二甲肼
真空推力        100.86千牛
真空比冲        2981.2牛•秒/公斤
工作时间        360秒

三子级
级长            1.696米
直径            2.054米
子级质量        1315公斤
结构质量        523公斤
推进剂质量      792公斤
液体            147公斤
固体            645公斤
固体火箭发动机  FG-36
        推进剂  端羟基聚丁二烯复合推进剂
      真空总冲  1828千牛•秒
  真空平均推力  44.6千牛
  真空平均比冲  2834牛•秒/公斤
      工作时间  约41秒
姿控发动机      DaFY2-1
        推进剂  四氧化二氮/偏二甲肼
      真空比冲  约2746牛•秒/公斤
      真空推力  4×1200(或1600)牛

整流罩
长度            4.000米
直径            2.054米
结构质量        250公斤


二、总体布局

长征一号D总体布局与长征一号类似，差别在于：

1、二子级上部有二、三子级级间段。级间段不采用长征一号的锥壳，改为高0.86米、直径
2.054米的圆筒壳。 三子级的固体火箭发动机的喷管部分和辅助推进系统全部套装在级间
段中。 
2、三子级主体是一个八杆机架。机架上部装一锥形过渡段（有效载荷对接件）。锥形过渡
段上端框的尺寸可按有效载荷尺寸要求调整，下端框通过8个螺栓固定三子级固体火箭发动
机。机架下部装高0.18米的腰带框。 框上端面有仪器支持面板和惯性平台支承大梁，安装
火箭主要的控制、遥测及跟踪系统设备；下端面固定三子级辅助推进系统。 
3、整流罩锥壳半锥角17度。罩内留有较大的空间容纳有效载荷。 
4、各子级之间用爆炸螺栓连接。但有效载荷与有效载荷对接件（过渡锥）之间，视用户要
求，可以采用爆炸螺栓连接，也可以采用包带连接。一、二子级采用热分离。二、三子级
采用冷分离。整流罩与三子级纵向解锁后，由导爆索将罩体切割成两半并平抛离开箭体。
有效载荷与三子级解锁后，一般情况下，由反推火箭将三子级推开。


三、箭体结构

图4长征一号Ｄ总体布局图

包括一、二、三子级结构和整流罩。

1、一子级结构

同长征一号一子级。

2、二子级结构

包括二、三子级级间段、贮箱和一、二子级级间段。二、三子级级间段总长0.86米。筒形
半硬壳结构，主体材料为LY12硬铝。 贮箱同长征一号二子级贮箱。一、二子级级间段同长
征一号二子级尾段。

3、三子级结构

包括过渡锥、机架和腰带框。

过渡锥高0.5米，底部直径0.896米。上端直径可根据有效载荷要求选定。过渡锥材料为LY
12。下端框与固体火箭发动机连接。下端框外部有8个接头，将过渡锥支持在机架上。

机架高0.66米，由8根杆组成。上部端框与过渡段连接， 下部集中成4个交点，支在腰带框
的4个接头上。杆的材料为30CrMnSiA。

腰带框高0.18米，由上、下框和蒙皮组成。上框用4个爆炸螺栓与整流罩连接，并支持机架
。下框用8个爆炸螺栓与二、三子级级间段壳段连接并悬挂辅助推进系统。腰带框上框装一
横梁，构成惯性器件安装平面。另外，由上框面板、机架及鸟笼式构架组成一个构架式仪
器舱。腰带框材料为LY12铝合金。

４、整流罩

由两个半罩组成。半罩间由导爆索连接。上部锥壳由玻璃钢制造，下部筒段由玻璃钢筒（
高0.907米）和铝合金筒（高0.82米）组成。罩上有两个大舱口，供检修仪器用。


四、推进系统

推进系统由一、二、三子级液体火箭发动机及其推进剂增压、输送系统和三子级固体火箭
发动机组成。

1、一子级推进系统 
一子级采用YF-2A液体火箭发动机，它是YF-2的改进型。由于采取了提高涡轮泵转速和功率
、提高燃烧室压力等措施，发动机性能大幅度提高。其中海平面推力提高了81.2千牛，海
平面比冲达到2378牛•秒/公斤（真空比冲达到262.2牛•秒/公斤）。

一子级增压、输送系统均与长征一号相同。

2、二子级推进系统

（1）发动机

二子级采用两台自成独立系统的YF-40发动机。两台单机并联在一个发动机机架上。推进剂
为四氧化二氮/偏二甲肼。全机真空推力100.86千牛，总流量33.9公斤/秒，真空比冲2981
.2牛•秒/公斤，质量混合比2.14。

发动机质量213公斤（含机架），总高度为1.76米。 每台YF-40可绕其头部万向接头双向摇
摆，单向摆角4度。单机处于零位时，与纵轴的安装角为3度。此时全机最大横向尺寸为1.
63米。

发动机推力室采用夹层钎焊结构，主要材料为耐热钢。为提高比冲及减小质量，采用了面
积比达50的铌合金喷管。发动机采用闭式涡轮泵供应系统。主、副系统用相同推进剂。涡
轮泵最高转速为36000转/分。为适应摇摆，泵入口管道采用摇摆软管。

两台YF-40同时点火起动。起动时，首先开启电动气阀门，完成管道系统充填。２秒以后，
火药起动器药柱点燃，燃气吹动涡轮，泵将两种推进剂送入推力室，推进剂自燃点火并向
主级工作状态过渡。此时，涡轮逐渐由燃气发生器产生的燃气驱动。主级状态工作时，由
主气蚀管调节推进剂混合比，由副气蚀管调节推力。接到“关机”指令，电动气体阀门通
电打开，高压气体进入氧化剂和燃料主阀门将其关闭，发动机一次完成关机动作。

（2）输送系统

与长征一号二子级相似。为给两台YF-40发动机供应推进剂，分别在总输送管端头装设了三
通接头。

（3）增压系统

采用氦气增压。氦气用量7公斤。系统共用12个钛合金气瓶，总容积0.24立方米。气瓶初始
压力23兆帕。

3、三子级推进系统

由FG-36固体火箭发动机和DaFY2-1双组元挤压式火箭发动机组成。后者控制三级飞行的姿
态（包括固体火箭发动机工作段和滑行段）、修正末速并提供辅助动力。

（1）固体火箭发动机

采用端羟基聚丁二烯（HTPB）复合推进剂。发动机装药645公斤，总质量712公斤，采用玻
璃钢壳体和翼柱形装药。喷管面积比45，喉衬为碳-碳复合材料，扩散段材料为高硅氧玻璃
钢。发动机总高度1.51米，对接框直径0.896米。

发动机采用微电机式安全发火机构，发射前由控制系统指令解除保险。点火药采用硼硝酸
钾。

（2）液体火箭发动机

三子级用双组元挤压式液体火箭发动机控制姿态。系统由气瓶增压系统、贮箱、管道、阀
门、推力室及安装机架组成。采用四氧化二氮/偏二甲肼推进剂，加注量147公斤。系统总
质量270公斤。

全系统共有16个推力室，其中4个大推力室为1600牛/ 1200牛两挡变推力，12个小推力室推
力均为25牛。大推力室平行于火箭纵轴安装，中心距1.56米。在电磁阀控制下，它们可分
别产生1600牛和1200牛推力。对称推力室的推力差产生控制火箭姿态的俯仰、偏航力矩。
小推力室中有4个平行于火箭纵轴安装，另外8个分成4对沿切向安装。前者在滑行段飞行时
产生俯仰、偏航控制力矩，后者产生滚动控制力矩（固体发动机工作时，４对滚动控制推
力室全部工作；滑行段只有两对工作）。

全系统共有4个贮箱。两个氧化剂贮箱和两个燃料贮箱对称配置。贮箱均为内囊式挤压结构
，外壳采用LF6-M铝合金。挤压气体为冷氮气。钛合金气瓶总容积25升，初始压力20兆帕。



五、制导和控制系统

长征一号D采用平台-计算机惯性制导系统。对要求以三轴稳定姿态入轨的有效载荷，系统
从起飞至星箭分离，实施全程制导和姿态稳定控制。对要求以自旋姿态入轨的有效载荷，
系统只在三子级火箭点火前实施制导和姿态控制。

制导系统由三轴稳定平台及其电路、计算机、关机部件和导引姿控回路组成。平台上加速
度计实时测出火箭三个方向上的视加速度，在计算机中解算。在飞行控制软件的管理下，
适时发出导引指令和各子级发动机关机指令。

姿态控制系统由敏感元件（平台、速率陀螺）、计算机、综合控制器和执行机构（一子级
：舵机操纵燃气舵；二子级：电液伺服机构控制YF-40发动机双向摆动；三子级：交替喷射
的液体双组元姿控发动机）组成。姿态角信号、角速度信号在计算机中综合后，由数字网
络进行差分方程运算，再与导引信号综合，最后经数-模转换形成各执行机构的控制指令电
流。

平台系统由平台、电路箱和二次电源三部分组成。平台系外框架式三环平台。外环轴为偏
航轴，转动角为±180度。内环轴为滚动轴。台体轴为俯仰轴，转动角±180度。各框架轴
上装有双通道姿态角传感器、力矩电机。台体上装有三个单自由度陀螺仪、两个陀螺加速
度计和三个摆式加速度计。平台建立惯性坐标系，提供火箭飞行三个方向的视加速度增量
和三个姿态角参数。

飞行中计算机进行实时计算，输出制导和姿态控制指令。计算机质量10公斤。平台系统及
计算机装在三子级上。

火箭各子级都装有一组配电器、综合控制器和检控器。三子级上还装有采样开关。采样开
关和各级检控器组成数据采集子系统，采集箭上各装置输出的模拟量信号，供地面自动化
测试使用。


六、遥测和跟踪系统

长征一号D装有比长征一号先进的遥测和跟踪系统。

1、遥测系统

采用全PCM测量体制，射频频段为S波段，码速率2兆比/秒。 系统测量距离达1800公里以上
，测量一、二、三级飞行中近300个参数。

（1）传输设备

传输设备包括S波段发射机、中心程序单元、存贮单元、采编单元及发射天线等。设备模块
化，状态可编程。可集中采编128路缓变参数和64路速变参数。3个分布采编单元每个采编
64路参数。最高采样频率可达20千赫。

（2）中间装置

该装置由装在一、二、三子级上的交、直流指令变换器和装在三子级上的数字量变换器组
成。其中，数字量变换器完成控制系统所有频率、脉冲、数字型参数的变换，脉冲计数最
高精度为±1个脉冲。

2、跟踪系统

三子级上装有单脉冲相参雷达应答机一台，实时测报火箭位置及运动参数。另有引导信标
机一台，导引地面单脉冲雷达站捕捉目标。此外还有一台安全指令接收机，在一、二级飞
行期间接收来自飞行控制中心的自毁指令。


七、自毁系统

与长征一号一样，火箭一、二级飞行时可实时进行姿态失稳自毁和接受地面安全控制指令
炸毁。

平台外环上装有自毁触点。当偏航角超标时，触点接通，由计算机发出自毁指令，将火箭
自毁。

当火箭飞出预定安全管道且不可纠正时，地面发出的安全自毁指令通过３个全向天线进入
安全指令接收机，经处理后引爆箭上爆炸器，将火箭炸毁。


八、电源与配电系统

控制、遥测、跟踪系统各有自己独立的电源与配电系统。全箭共有银锌电池7块，工作电压
28±3伏。其中一块为火工品专用电池。


九、典型飞行程序

发射高度300公里、圆轨道卫星的飞行程序如表3：

表3长征一号D的典型飞行程序

时间(秒)       程序

T+0.00         起飞
T+10.00        火箭开始程序转弯
T+128.00       一子级发动机“关机主令”，推力减半
T+130.63       二子级发动机点火
T+131.35       一子级发动机“关机主令”
T+132.00       一、二子级火箭分离
T+153.00       抛掉整流罩
T+488.98       二子级发动机关机
T+490.88       二、三子级火箭分离
T+491.28       第三级滑行段飞行开始
T+601.92       三子级辅助推进系统1600牛/1200牛发动
T+606.92       三子级固体发动机点火
T+643.92       第三级火箭动力飞行段结束
T+659.92       调姿结束
T+660.02       星箭分离，卫星入轨

（转自《世界航天运载器大全》） 

转自《中国航天》1997年5、6、7期文章《长征系列运载火箭介绍：长征一号系列》
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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