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观察:中国如何基于东风导弹技术 成功打造出长征运载火箭

观察者网 2019-12-23 10:06:02

  [文/科工力量 柳叶刀]

  与很多国外运载火箭一样,中国运载火箭最早也是由远程战略导弹改进、发展而来的,从一开始就被蒙上高度神秘的面纱。1956年,国防部第五研究院(现为中国运载火箭研究院)成立后,钱学森担任院长,立即开始了地地弹道导弹的相关研究工作。

  转接苏联导弹 继承德国技术

  根据1957-1962年间的中苏合作协议,苏联转让了R-1、R-2陆基弹道导弹以及R-11F海基弹道导弹的训练与战斗模块、以及技术文件等。

  苏联的R-1与R-2是德国V-2导弹的改进型号,前两者的基本技术思路与V-2区别很小。R-1基本上是利用德国的V-2火箭的残余零部件组装起来的(因为美国抢在苏联前面,先将技术人员、资料与完整部件运回国内),其RD-100发动机沿用V-2的液氧/酒精推进剂方案,发动机核心组件蒸汽发生器继承了V-2的双氧水分解产生动力的方式,驱动涡轮泵。

  因为R-1是在德国人的帮助下进行复原的,苏联人同时也独立组织了一批自己的工程师,研制R-2导弹,其射程是V-2的两倍。其RD-101发动机设计与RD-100相比,高度降低,质量减小,结构更为紧凑,推力增加。蒸汽发生器有所改变,改用固体催化剂分解双氧水。

  最初的东风-1导弹就是仿制苏联的R-2。1958年,在苏联顾问的帮助下,国防部第五研究院开始复制工作。东风-1采用一台RD-101发动机,所以推进剂、蒸汽发生器、涡轮泵基本继承自R-2。另外,东风-1与R-2两者的北约代号都是SS-2,从中也可见二者技术的相似之处。随后第五研究院于1960年开始独立研制东风-2导弹,在消化苏联R-2技术的基础上进行改进,仍采用液氧/酒精推进剂,但射程增加。

  与美苏一样,中国的技术人员也需要克服液氧常温下,大量挥发、难以保存难题。所以,东风-3导弹改变策略,推进剂改为偏二甲肼/硝酸。同时,将四台YF-1发动机并联(即YF-2)作为动力,地面推力提升至104吨。后来的东风-4(二级结构)与长征一号运载火箭的第一级都是采用东风-3导弹的动力设置(稍加改进)。

 

  YF-2发动机有四个燃烧室,每个燃烧室都有自己的涡轮泵。YF-2就是4个YF-1单燃烧室发动机并联组合在一起的。YF--1发动机可以看做是一个基本型号,长征一号运载火箭的一、二级使用的几型发动机都基于YF-1的改进或组合

  YF-1发动机的推进剂采用偏二甲肼/硝酸,与双氧水分解驱动涡轮泵不同,YF-1采用燃气发生器循环,即导入部分推进剂进入发生器燃烧,产生燃气驱动涡轮泵。

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