見證

　　　到現(xiàn)在，長征系列火箭已經(jīng)進行了117次發(fā)射，而新一代長征火箭的研制也在緊鑼密鼓地進行中。長征系列火箭發(fā)射的歷程，既是我國航天事業(yè)從無到有、從弱到強的足跡，也見證了我國航天人近半個世紀的風雨兼程……

　　1970年4月24日，“長征”一號火箭升空，這是我國長征系列火箭的首次發(fā)射，伴隨太空中傳來的“東方紅”樂曲，我國航天活動的序幕就此拉開。

　　1975年11月26日，長征系列火箭第4次發(fā)射，我國第一顆返回式衛(wèi)星準確入軌。這次成功發(fā)射使中國成為世界上繼美蘇之后第三個掌握衛(wèi)星返回技術和航天遙感技術的國家。

　　2003年10月15日，長征系列火箭第71次發(fā)射，將“神舟”五號載人飛船送入太空，從此，宇宙空間開始出現(xiàn)中國人的身影。

　　2007年6月1日，“長征”三號甲運載火箭將“鑫諾”衛(wèi)星送入軌道，這是長征系列火箭的第100次發(fā)射，總成功率達93%。

　　導彈“變身”運載火箭

　　1964年春，26歲的茹家欣剛剛從哈爾濱軍事工程學院畢業(yè)，這位后來的運載火箭專家，被分配到國防部第五研究院一分院，這是我國當時負責研制運載火箭的機構(gòu)，他在這里的工作，是參與某型號導彈研制。

　　時光荏苒。如今已是古稀老人的茹家欣回憶道：“‘長征’一號運載火箭是在某型號導彈的基礎上研制的。此型號和‘長征’一號在研制過程中并沒有嚴格地分開�！�長征’一號火箭的一、二級就是這型號導彈，如果此型號導彈研制成功，就相當于‘長征’一號的前兩級成功了�！�

　　說起來簡單，但當時研究人員需要解決一系列技術問題。首先是級間分離技術。經(jīng)過研究，最終決定使用熱分離的方法來完成這一工作。即二級火箭發(fā)動機在一級發(fā)動機熄火前零點幾秒提前發(fā)動，通過二級發(fā)動機產(chǎn)生的噴焰將一級火箭“噴”出去，實現(xiàn)分離。這一技術經(jīng)過四次飛行試驗后終獲成功。另外，相比火箭一級發(fā)動機，火箭二級延長了發(fā)動機的噴管，使噴口加大。

　　導彈實驗成功，標志著“長征”一號的一級、二級火箭已準備就緒。但彈道導彈畢竟不同于運載火箭。彈道導彈只注重速度，速度越高，射程越遠。但火箭不僅要求速度，還要求高度。高度不足，衛(wèi)星運動阻力就大，導致其很快減速。如果高度在100公里以下，大氣阻力很快會使衛(wèi)星墜落，而高度在150公里以下，衛(wèi)星的壽命也只有五六天。因此對于發(fā)射衛(wèi)星來說，高度至少在180公里以上。

　　“東方紅”一號是我國發(fā)射的第一顆衛(wèi)星，當時控制技術還不是很成熟，偏差較大，因此設計軌道時高度選在300公里以上�！按藭r如果偏低幾十公里，高度就接近200公里了。如果設計高度是200公里，再偏低幾十公里，實際高度可能只有100公里，就有掉下來的風險�！比慵倚勒f。

　　因此，為了達到設計高度，必須在導彈的基礎上，再加一個三級火箭。當時為了搶時間，沒有采用相對復雜的液體發(fā)動機，使用的是技術比較成熟的固體燃料發(fā)動機。這樣，當二級火箭點火后，速度已經(jīng)達到6000米/秒左右，關機后仍可依靠慣性繼續(xù)飛行，當達到預定高度后，三級火箭點火加速，將衛(wèi)星送入軌道。

　　“長征”一號首發(fā)，便成功將“東方紅”一號衛(wèi)星送入軌道，從此揭開我國航天活動的序幕。后來，“長征”一號又進行了第二次發(fā)射，成功將“實踐一號”試驗衛(wèi)星送入軌道。至此，“長征”一號的兩次發(fā)射均獲成功。

　　從“一號”到“二號”的技術飛躍

　　在“長征”一號飛行成功之后，中國運載火箭技術研究院繼而又研制了我國的第二個液體運載火箭“長征”二號。都是脫胎于導彈，但“長征”二號是二級火箭，而且在技術和性能上有了大幅度提高。

　　茹家欣說，“長征”二號采用了當時新研制的75噸推力發(fā)動機，大大超過“長征”一號所用的發(fā)動機，后來我們所有的運載火箭都是以75噸發(fā)動機為基礎研制的。雖然發(fā)動機性能提高，但和“長征”一號一樣，“長征”二號在導彈變火箭過程中，也是解決了一系列技術難題后才得以實現(xiàn)。

　　盡管導彈的發(fā)動機推力很大，但達不到衛(wèi)星要求的高度。當時此型號的二級火箭裝有兩種發(fā)動機，一種是75噸發(fā)動機，推力大，但方向固定，如果火箭出現(xiàn)誤差無法校正。還有一種游動發(fā)動機，推力較小，有4個噴管，每個噴管產(chǎn)生1.2噸推力。但噴管可以擺動，控制火箭的姿態(tài)。

　　安裝游動發(fā)動機的目的，一是為了調(diào)整火箭的姿態(tài)，二是為了提高火箭精度。因為當大推力發(fā)動機關機后，動力不會馬上消失，殘留燃料會繼續(xù)燃燒產(chǎn)生推力。這種推力的誤差較大，需要游動發(fā)動機進行調(diào)整。當大推力發(fā)動機關機，推力完全消失后，游動發(fā)動機才會關機。作為導彈，此時游動發(fā)動機只需要在大推力發(fā)動關機后再工作十幾秒，關機高度為130公里左右，但這個高度不能滿足衛(wèi)星的入軌高度要求。

　　研究人員想出一個辦法，那就是大推力發(fā)動機提前關機，將游動發(fā)動機的工作時間由十幾秒增加到200秒，使整個二級火箭有足夠的飛行時間去爬高。這樣使近地點高度達到要求的180公里，遠地點高度近300公里。由于控制水平比“長征”一號時提高很多，誤差只有幾公里，這個高度足以達到對地觀測衛(wèi)星的要求。

　　后來，在“長征”二號的基礎上，研究人員不斷改進，研制出新型號“長征”二號丙，使火箭的運載能力從1800公斤猛增到3000公斤。改進主要是將火箭的結(jié)構(gòu)強度降了下來。茹家欣說，“長征”一號和二號都是在導彈基礎上發(fā)展起來的，但導彈和火箭不同，導彈要求在任何條件下都能發(fā)射，對強度要求很高。火箭則不需要，可以選擇適宜的條件發(fā)射，結(jié)構(gòu)強度沒必要那么強。因此按導彈的要求去設計火箭，是很不必要的。降低了強度，火箭的運載能力則得到了相應的提高。

　　中國火箭技術研究院總體設計部總體室的王國輝主任參與的第一次發(fā)射便是“長征”二號丙運載返回式衛(wèi)星的任務。那次他和同事經(jīng)過幾個月努力，成功進行了第一次火箭在大氣層內(nèi)拋棄整流罩的嘗試，圓滿完成發(fā)射任務。

　　“長征”二號火箭共發(fā)射4次，3次成功，只有第一次失敗。當時一根控制信號導線折斷，火箭在起飛20秒以后姿態(tài)失穩(wěn)，火箭自毀。對于失敗，茹家欣和王國輝都表示，航天從本質(zhì)上說就是個科學實驗，只要是實驗就有可能失敗。而且航天工程太復雜，上萬個元器件，有一個出問題就會導致失敗。關鍵是要分析失敗的原因，從失敗中解決技術問題，來促進火箭的研究。從總體看，我國火箭發(fā)射失敗率較其他國家要低，而且隨著技術的成熟，自1997年至今，我國火箭發(fā)射便再無失敗的記錄。