解析长征二号F运载火箭系统构成
发布日期:2015-09-11 字体【

运载火箭系统的主要任务是研制用于发射飞船的运载火箭。中国载人航天工程当前使用的运载火箭为长征-2F,是国内目前可靠性、安全性最高的运载火箭。其控制系统采用冗余技术,具备故障检测、救生等功能。

长征二号F火箭箭体由逃逸塔、整流罩、高空分离发动机、高空逃逸发动机、栅格稳定翼、飞船、飞船支架、仪器舱、二级氧化剂箱、箱间段、二级燃烧剂箱、二级游动发动机、二级主发动机、级间段、一级氧化剂箱、一级燃烧剂箱、一级发动机、助推剂头锥、助推器氧化剂箱、助推剂燃烧剂箱、稳定尾翼、助推器发动机组成。 

图1 :长征二号F运载火箭

   长征二号F运载火箭(如图1)全长58.34米,起飞质量479.7吨,芯级直径3.35米,其中芯一级长约21米,芯二级长约15.4米,4个助推器的直径各为2.25米,长约16.1米。整流罩最大直径3.8米,逃逸塔高约8米。可将8吨有效载荷送入近地点200千米,远地点350千米的椭圆轨道、倾角42.4~42.7的近地轨道。

图2:长征二号F运载火箭结构构成

长征二号F火箭由箭体结构、动力装置、控制、推进剂利用、故障检测处理、逃逸救生、遥测、外测安全、地面设备和附加系统共10个分系统组成(如图2)。

长征二号F火箭箭体结构的功能主要是承受火箭在运输、吊装和飞行过程中的各种外载荷及内力,以及连接火箭上各个分系统连成一个整体,起着支持各系统的作用。箱体是贮存液体火箭发动机推进剂的大型容器。控制系统、推进剂利用、遥测系统、外安系统、故检系统的仪器大部分装在二子级箭体前面的仪器舱圆盘上,只有少量仪器由于特殊要求才分别装于级间段和箱间段等部位。在箭体结构上,安装有控制、遥测、故障检测处理、外测安全、利用五大系统的仪器设备、传感器、变换器共593台(件),与之相连的电缆共232多根(束)。各系统仪器设备的安装主要集中位于整流罩、仪器舱、二级箱间段、一级箱间段四个部段内。

长征二号F运载火箭的动力系统由两个芯级捆绑4个助推器组成。火箭第一芯级、第二芯级和助推器发动机的推进剂均为偏二甲肼和四氧化二氮。

一级发动机由4台代号为DaFY11-1的发动机通过机架并联而成。每台发动机的地面推力约为740.4kN,均可沿箭体切线方向摇摆,最大摆角±10°。

二级发动机由主机DaFY21-2和游动发动机DaFY22-1通过机架组合而成。DaFY21-2是一台高空大喷管发动机,固定在机架中央,其真空推力约为746.97kN。DaFY22-1游动发动机是小推力高空短喷管发动机,在主机关机后继续工作100多秒,将飞船送入预定轨道。

长征二号F运载火箭为运载火箭3.35米构型的一种,在载人航天工程任务中完成了发射货运飞船的任务,动力系统使用无毒无污染推进剂,火箭低轨道运载能力将达到13吨,电气系统和地面测发控系统采用一体化设计等,将进一步提升我国运载火箭技术水平。

长征二号F运载火箭为带助推的两级火箭,分为载人和无人两种状态。无人状态全箭总长约52米,起飞重量579吨,近地轨道最大运载能力为13吨。载人状态全箭总长约57米,起飞重量582吨,近地轨道最大运载能力为12.5吨。两种状态的芯级直径均为3.35米,采用4个2.25米直径的助推器。芯级和助推器均安装液氧煤油YF-100型发动机。

YF-100发动机

YF-100发动机是中国航天科技集团公司第六研究院研制的补燃循环发机,推进剂采用液氧煤油,单台地面推力1170kN。发动机采用先进的补燃循环系统和自身启动方式,可以为氧化剂贮箱增压提供热氧气,为伺服机构提供高压煤油作为动力源。2000年,经国防院批准立项开始YF-100基本型发机的研制。目前,单摆状态YF-100F发动机正处于试样阶段。截至2008年5月,该系统发动机累计试车时间达到17700s,并经过摇摆试车考核。YF-100发动机将广泛用于未来新一代运载火箭动力系统。

信息来源:中国载人航天工程网
(责任编辑:系统管理员
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