发射中国首颗卫星的火箭 当年却差点打不倒美帝

万象 军情 2020-05-29 11:36

但就在型号开始研制后不久,东风-3/4使用的YF-1单管发动机(四机并联后成为YF-2)成功进行了采用四氧化二氮代替红烟硝酸做氧化剂的研究性试车,证明由此能够获得更强的动力。这使得一些科研人员认为,如果为了满足4000千米射程的指标,完全可以在东风-3基础上通过更换氧化剂、适当加长弹体并更改控制系统(当时计划称之为东风三号甲),从而在装备定位上取代东风-4;而按此逻辑“照方抓药”,更换氧化剂并增长第一级的东风-4,自然也就成了东风四号甲。

让中国第一颗卫星遨游宇宙50年至今,它当年却差点“打不倒美帝”

来源:帧察点

50年前的今天,1970年4月24日21时35分,中国航天人在酒泉卫星发射中心,用长征一号运载火箭,成功地把“东方红一号”人造地球卫星送入太空。

▲这个场面(包括当年那个如今看起来有些简陋的星箭分离动画),已经永远铭刻在中国航天史上

1966年5月31日,代号“531”的中国首颗人造地球卫星计划全面启动,确定与之配套的长征一号运载火箭,以当时尚在研制中的东风四号(东风-4)中远程弹道导弹为基础,增加第三级固体发动机而成。从此以后,中国航天的运载火箭和第二炮兵/火箭军的弹道导弹之间,就一直有着剪不断的关系。

▲名场面——采用冷发射技术的长征11号固体燃料运载火箭

作为中国严肃意义上的第一种两级推进弹道导弹(助推器+巡航火箭发动机推进的红旗-2地空导弹,虽然后来被很多国家当做弹道导弹用,但显然不能算作真正的弹道导弹),东风-4的方案设计完成,恰好也是在5月31日。而在此之前,东风-4其实还曾有过因“小跃进”而下马的风险。

由于东风-4的第一级基本就是东风-3小改(类似火星-12到火星-14的发展),因此在推进剂上也沿用了后者的红烟硝酸(氧化剂)+偏二甲肼(燃料)组合。这在之前“八年四弹”规划时是得到过认可的,毕竟从东风-3直接到东风-5的跨度太大,单搞一个用于验证两级火箭关键技术(一二级的连接与分离、过渡段姿态控制和二级发动机高空点火等)的型号无可厚非。

▲在1965年3月“八年四弹”规划获批前,东风-4在早期论证中曾被看做纯技术验证型号(也因此一度被称为SDF-4,S代表试验);但随着形势变化,部队认为需要在东风-5服役之前拿到比东风-3射程更远的装备,加上人造卫星任务的需要,东风-4还是成功转正

但就在型号开始研制后不久,东风-3/4使用的YF-1单管发动机(四机并联后成为YF-2)成功进行了采用四氧化二氮代替红烟硝酸做氧化剂的研究性试车,证明由此能够获得更强的动力。这使得一些科研人员认为,如果为了满足4000千米射程的指标,完全可以在东风-3基础上通过更换氧化剂、适当加长弹体并更改控制系统(当时计划称之为东风三号甲),从而在装备定位上取代东风-4;而按此逻辑“照方抓药”,更换氧化剂并增长第一级的东风-4,自然也就成了东风四号甲。

▲从后面东风-4的试验进程来看,如果当年按这个“小跃进”模式来,进度只会进一步滞后,围绕可靠性改进的时间也难以缩短

最终经七机部一院领导集体的慎重考虑,从保证进度和可靠性的大局出发,东风-4仍按照原方案开展设计,东风-3/4和长征一号定型时也都使用红烟硝酸(直到长征一号丁,才在第二级采用了四氧化二氮做氧化剂的YF-40)。虽然在1988年8月国务院和军委确实批准了东风三号甲定型,但此时的东风三号甲只是一个重点提升基本型发动机可靠性的小改型了。

正是由于这种审慎态度,虽然东风-4的01号弹在1969年10月阵地准备中出现地面事故,必须更换第一级发动机;替补的02号弹在11月16日的首次试验中又发射失败;但两次事故都很快找到了原因所在,不仅成就了换发后的01号弹在1970年1月30日终于发射成功,更保证了4月24日长征一号+“东方红一号”的首发成功。

▲弹体第二级侧面的四个大字是“打倒美帝”

虽然此后由于中国航天集中发展改进运载能力更强的长征二号系列等原因,长征一号在执行两次任务后的后续型号发展并不顺利;但在中苏对抗的大背景下,原本射程就足够从新疆地区打击苏联腹地的东风-4,不仅仍然需要重点发展,还需要进一步增程,以保证能在更加安全的青海地区部署并打到莫斯科。

1970年8月,周总理在中央专委会上批准了东风-4的增程方案,并要求“不要改动太大、要快点搞出来”。然而从运载火箭到弹道导弹,不仅要考虑再入段问题,长征一号的成功发射,也并不代表着上升段的问题全部解决了。比如同年11月,东风-4按原方案进行首次标准弹道试射时,就因技术故障导致二级发动机未能点火。

▲第一代运载火箭/弹道导弹发展中的诸多因陋就简、欠缺标准化之处,加上研制过程中修改指标等等(比如从地井发射改为场坪发射,其间就有技术状态的大量修改),使得早期发射中的失败案例也不少,一些问题甚至影响着现役运载火箭型号的可靠性

尽管周总理再次对科研人员们发出了“总结经验、再接再厉、争取下次打好”的勉励,但伟人终究没有看到东风-4扛起300万吨TNT当量的热核弹头战备值班的那一天。1977-1978年,按增程标准改进后进行的5次东风-4全程试验,仍有2次失败;直到1983年6月,东风-4才算是解决了弹体部分的可靠性问题,完成了设计与工艺定型,让此时已经组建十多年的、专门为换装东风-4准备的部队终于结束了人等装备的局面。

▲1984年10月1日,东风四号导弹光荣受阅。此后东风-4又换装了性能更好的核弹头

虽然在后续的服役生涯中,这些改为瞄准太平洋方向强敌的“老兵”们,不仅接受了多次延寿改进,还经常在部队抽检发射中打出令人叫绝的高精度;但随着一代又一代固体燃料中远程弹道导弹的批量服役,发射准备繁琐、生存能力差的东风-4已经逐步转型为训练装备,只是偶尔还能在公开报道中看到它的身影。

▲虽然出于模拟核生化环境下发射准备的考虑,火箭军其他单位在训练时也经常全装防护服上阵,但对于使用液体推进剂、且采用平洞贮存+拖架场坪起竖发射方式的东风-4来说,这种场面更为人印象深刻

东风-4的传奇即将收场,而用着它的技术飞向宇宙的“东方红一号”卫星,虽然早在发射后的20天——1970年5月14日就彻底耗尽了电池能量,不能让全世界再听到激昂的《东方红》了,但它仍然在太空中遨游至今。

▲根据很多专家的看法,除非发生与太空异物碰撞的意外事件,“东方红一号”几百年内也不会坠入大气层

由于“东方红一号”在远地点(2000多千米)的高度太高,而在近地点(400多千米)的速度又要远高于大多数近地轨道航天器,使得现阶段回收它的技术难度还是太大;不过既然“东方红一号”一时半会儿还不会坠入大气层,随着航天技术的进一步发展,也许有一天,我们真的就具备把它接回来的条件了。

▲几年前,围绕“东方红一号”的故事,诞生过很多感人的漫画,这是其中一幅

无论这个梦想能否实现,“东方红一号”的地位都无需怀疑。自2016年起,每年的4月24日——“东方红一号”发射的日子,都被设立为“中国航天日”;而在这次“中国航天日”线上启动仪式中,还将公开中国首次火星探测任务的名称和标识。

▲可见这次的海报设计中,火箭的外形仍然是长征一号

不少朋友都知道,中国航天发射最近又经历了几次挫折,网上围绕航天工作管理模式、航天科研人员待遇等相关的讨论也不少,就不在这里搬运了。总之,今天我们纪念半个世纪前航天先辈们缔造的辉煌时,更不要忘了在那次成功前后他们经历的失败与磨难;而在接下来半个世纪乃至更长久的征途中,一代又一代平凡而伟大的接棒者们,在朝着星辰大海的目标前进时,更需要来自全社会的支持和认同。

我们希望,一切都会好起来。

▲记得上大学时学校组织看某次神舟飞船发射,组织活动的导员指着屏幕上,飞控中心指挥大厅里的某张看上去也并不比我们大几岁的脸说,“这人当时跟我住隔壁。。。。。”而今笔者还在系统内的同学们,也已经有人走上了技术领导岗位。在这个日子里,外行话就不多说了,唯有祝福

Copyright © 2001-2019 dnk1.com 版权所有