見證

　　　到現(xiàn)在，長(zhǎng)征系列火箭已經(jīng)進(jìn)行了117次發(fā)射，而新一代長(zhǎng)征火箭的研制也在緊鑼密鼓地進(jìn)行中。長(zhǎng)征系列火箭發(fā)射的歷程，既是我國(guó)航天事業(yè)從無(wú)到有、從弱到強(qiáng)的足跡，也見證了我國(guó)航天人近半個(gè)世紀(jì)的風(fēng)雨兼程……

　　1970年4月24日，“長(zhǎng)征”一號(hào)火箭升空，這是我國(guó)長(zhǎng)征系列火箭的首次發(fā)射，伴隨太空中傳來(lái)的“東方紅”樂(lè)曲，我國(guó)航天活動(dòng)的序幕就此拉開。

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

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

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

　　導(dǎo)彈“變身”運(yùn)載火箭

　　1964年春，26歲的茹家欣剛剛從哈爾濱軍事工程學(xué)院畢業(yè)，這位后來(lái)的運(yùn)載火箭專家，被分配到國(guó)防部第五研究院一分院，這是我國(guó)當(dāng)時(shí)負(fù)責(zé)研制運(yùn)載火箭的機(jī)構(gòu)，他在這里的工作，是參與某型號(hào)導(dǎo)彈研制。

　　時(shí)光荏苒。如今已是古稀老人的茹家欣回憶道：“‘長(zhǎng)征’一號(hào)運(yùn)載火箭是在某型號(hào)導(dǎo)彈的基礎(chǔ)上研制的。此型號(hào)和‘長(zhǎng)征’一號(hào)在研制過(guò)程中并沒有嚴(yán)格地分開。‘長(zhǎng)征’一號(hào)火箭的一、二級(jí)就是這型號(hào)導(dǎo)彈，如果此型號(hào)導(dǎo)彈研制成功，就相當(dāng)于‘長(zhǎng)征’一號(hào)的前兩級(jí)成功了�！�

　　說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單，但當(dāng)時(shí)研究人員需要解決一系列技術(shù)問(wèn)題。首先是級(jí)間分離技術(shù)。經(jīng)過(guò)研究，最終決定使用熱分離的方法來(lái)完成這一工作。即二級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火前零點(diǎn)幾秒提前發(fā)動(dòng)，通過(guò)二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噴焰將一級(jí)火箭“噴”出去，實(shí)現(xiàn)分離。這一技術(shù)經(jīng)過(guò)四次飛行試驗(yàn)后終獲成功。另外，相比火箭一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)，火箭二級(jí)延長(zhǎng)了發(fā)動(dòng)機(jī)的噴管，使噴口加大。

　　導(dǎo)彈實(shí)驗(yàn)成功，標(biāo)志著“長(zhǎng)征”一號(hào)的一級(jí)、二級(jí)火箭已準(zhǔn)備就緒。但彈道導(dǎo)彈畢竟不同于運(yùn)載火箭。彈道導(dǎo)彈只注重速度，速度越高，射程越遠(yuǎn)。但火箭不僅要求速度，還要求高度。高度不足，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)阻力就大，導(dǎo)致其很快減速。如果高度在100公里以下，大氣阻力很快會(huì)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(duì)于發(fā)射衛(wèi)星來(lái)說(shuō)，高度至少在180公里以上。

　　“東方紅”一號(hào)是我國(guó)發(fā)射的第一顆衛(wèi)星，當(dāng)時(shí)控制技術(shù)還不是很成熟，偏差較大，因此設(shè)計(jì)軌道時(shí)高度選在300公里以上�！按藭r(shí)如果偏低幾十公里，高度就接近200公里了。如果設(shè)計(jì)高度是200公里，再偏低幾十公里，實(shí)際高度可能只有100公里，就有掉下來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)�！比慵倚勒f(shuō)。

　　因此，為了達(dá)到設(shè)計(jì)高度，必須在導(dǎo)彈的基礎(chǔ)上，再加一個(gè)三級(jí)火箭。當(dāng)時(shí)為了搶時(shí)間，沒有采用相對(duì)復(fù)雜的液體發(fā)動(dòng)機(jī)，使用的是技術(shù)比較成熟的固體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。這樣，當(dāng)二級(jí)火箭點(diǎn)火后，速度已經(jīng)達(dá)到6000米/秒左右，關(guān)機(jī)后仍可依靠慣性繼續(xù)飛行，當(dāng)達(dá)到預(yù)定高度后，三級(jí)火箭點(diǎn)火加速，將衛(wèi)星送入軌道。

　　“長(zhǎng)征”一號(hào)首發(fā)，便成功將“東方紅”一號(hào)衛(wèi)星送入軌道，從此揭開我國(guó)航天活動(dòng)的序幕。后來(lái)，“長(zhǎng)征”一號(hào)又進(jìn)行了第二次發(fā)射，成功將“實(shí)踐一號(hào)”試驗(yàn)衛(wèi)星送入軌道。至此，“長(zhǎng)征”一號(hào)的兩次發(fā)射均獲成功。

　　從“一號(hào)”到“二號(hào)”的技術(shù)飛躍

　　在“長(zhǎng)征”一號(hào)飛行成功之后，中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院繼而又研制了我國(guó)的第二個(gè)液體運(yùn)載火箭“長(zhǎng)征”二號(hào)。都是脫胎于導(dǎo)彈，但“長(zhǎng)征”二號(hào)是二級(jí)火箭，而且在技術(shù)和性能上有了大幅度提高。

　　茹家欣說(shuō)，“長(zhǎng)征”二號(hào)采用了當(dāng)時(shí)新研制的75噸推力發(fā)動(dòng)機(jī)，大大超過(guò)“長(zhǎng)征”一號(hào)所用的發(fā)動(dòng)機(jī)，后來(lái)我們所有的運(yùn)載火箭都是以75噸發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)研制的。雖然發(fā)動(dòng)機(jī)性能提高，但和“長(zhǎng)征”一號(hào)一樣，“長(zhǎng)征”二號(hào)在導(dǎo)彈變火箭過(guò)程中，也是解決了一系列技術(shù)難題后才得以實(shí)現(xiàn)。

　　盡管導(dǎo)彈的發(fā)動(dòng)機(jī)推力很大，但達(dá)不到衛(wèi)星要求的高度。當(dāng)時(shí)此型號(hào)的二級(jí)火箭裝有兩種發(fā)動(dòng)機(jī)，一種是75噸發(fā)動(dòng)機(jī)，推力大，但方向固定，如果火箭出現(xiàn)誤差無(wú)法校正。還有一種游動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，推力較小，有4個(gè)噴管，每個(gè)噴管產(chǎn)生1.2噸推力。但噴管可以擺動(dòng)，控制火箭的姿態(tài)。

　　安裝游動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)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?yàn)楫?dāng)大推力發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)后，動(dòng)力不會(huì)馬上消失，殘留燃料會(huì)繼續(xù)燃燒產(chǎn)生推力。這種推力的誤差較大，需要游動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)大推力發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)，推力完全消失后，游動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)才會(huì)關(guān)機(jī)。作為導(dǎo)彈，此時(shí)游動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)只需要在大推力發(fā)動(dòng)關(guān)機(jī)后再工作十幾秒，關(guān)機(jī)高度為130公里左右，但這個(gè)高度不能滿足衛(wèi)星的入軌高度要求。

　　研究人員想出一個(gè)辦法，那就是大推力發(fā)動(dòng)機(jī)提前關(guān)機(jī)，將游動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作時(shí)間由十幾秒增加到200秒，使整個(gè)二級(jí)火箭有足夠的飛行時(shí)間去爬高。這樣使近地點(diǎn)高度達(dá)到要求的180公里，遠(yuǎn)地點(diǎn)高度近300公里。由于控制水平比“長(zhǎng)征”一號(hào)時(shí)提高很多，誤差只有幾公里，這個(gè)高度足以達(dá)到對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星的要求。

　　后來(lái)，在“長(zhǎng)征”二號(hào)的基礎(chǔ)上，研究人員不斷改進(jìn)，研制出新型號(hào)“長(zhǎng)征”二號(hào)丙，使火箭的運(yùn)載能力從1800公斤猛增到3000公斤。改進(jìn)主要是將火箭的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降了下來(lái)。茹家欣說(shuō)，“長(zhǎng)征”一號(hào)和二號(hào)都是在導(dǎo)彈基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，但導(dǎo)彈和火箭不同，導(dǎo)彈要求在任何條件下都能發(fā)射，對(duì)強(qiáng)度要求很高�；鸺齽t不需要，可以選擇適宜的條件發(fā)射，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度沒必要那么強(qiáng)。因此按導(dǎo)彈的要求去設(shè)計(jì)火箭，是很不必要的。降低了強(qiáng)度，火箭的運(yùn)載能力則得到了相應(yīng)的提高。

　　中國(guó)火箭技術(shù)研究院總體設(shè)計(jì)部總體室的王國(guó)輝主任參與的第一次發(fā)射便是“長(zhǎng)征”二號(hào)丙運(yùn)載返回式衛(wèi)星的任務(wù)。那次他和同事經(jīng)過(guò)幾個(gè)月努力，成功進(jìn)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(wù)。

　　“長(zhǎng)征”二號(hào)火箭共發(fā)射4次，3次成功，只有第一次失敗。當(dāng)時(shí)一根控制信號(hào)導(dǎo)線折斷，火箭在起飛20秒以后姿態(tài)失穩(wěn)，火箭自毀。對(duì)于失敗，茹家欣和王國(guó)輝都表示，航天從本質(zhì)上說(shuō)就是個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，只要是實(shí)驗(yàn)就有可能失敗。而且航天工程太復(fù)雜，上萬(wàn)個(gè)元器件，有一個(gè)出問(wèn)題就會(huì)導(dǎo)致失敗。關(guān)鍵是要分析失敗的原因，從失敗中解決技術(shù)問(wèn)題，來(lái)促進(jìn)火箭的研究。從總體看，我國(guó)火箭發(fā)射失敗率較其他國(guó)家要低，而且隨著技術(shù)的成熟，自1997年至今，我國(guó)火箭發(fā)射便再無(wú)失敗的記錄。