“长二捆”火箭是专门为国际商业发射任务研制的火箭

发布时间 : 2016-05-14     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  在中国航天走入国际商业发射服务市场的过程中,有一种火箭是不能不提的,那就是由中国运载火箭技术研究院(以下简称“火箭院”)抓总研制的长征二号E火箭。由于它是在长征二号丙火箭的基础上捆绑四个助推器形成的,因此,它还有另外一个名字“长二捆”。
  “长二捆”可以说是中国航天人专门为从事国际商业发射而研制的火箭。它的目标,瞄准的是当时国际商业发射市场最主流的2.5吨以上的商业通信卫星。
  

  80年代初期,中国航天人开始开拓国际商业发射服务市场。过程中,中国航天人意识到:当时中国推力最大的长征三号火箭实际上市场空间并不大,它只能运载1.5吨左右的中型通信卫星。而当时世界上的通信卫星正处在更新换代阶段,2.5吨以上的大容量、多功能、长寿命的新一代卫星已经成为大势所趋。中国要想在国际发射市场中占有一席之地,必须研制具有更大运载能力的新型火箭。
  增大火箭的运载能力,一般有两种方式,一种是串联的形式增加火箭的长度。而另外一种就是以并联的形式,在芯级火箭四周捆绑若干小型的火箭助推器。在认真的探讨过后,中国航天人意识到,单纯的“加长”并不能解决问题,因此,一种新型捆绑式火箭的方案萌生出来。这就是在中国当时已经成功发射10余次的长征二号丙火箭的基础上,增加四个助推器,形成一种全新的大推力运载火箭。

   

                         △美国航天飞机失事                                 △法国阿里安系列火箭
  当时的情况是:1986年的一系列失败导致美国航天飞机停止了商业发射服务,而被封存的一次性火箭短期内不可能进入市场。欧洲的阿里安火箭同样经历失败,并且火箭的订座已经饱和,3年内不可能接受新的订单。这对于长征二号E这样的新火箭来说,无疑是一次进入市场的绝好机会。
  但是,机会的背后隐藏着严峻的竞争压力,因为就在两年后,美国的新一代一次性火箭将进入市场;欧洲阿里安火箭的生产能力将会扩大,苏联也极有可能会挤进来。而在五年后,日本的H-2火箭也将进入国际卫星发射市场。这就意味着,长征二号E火箭必须抢在日本H-2火箭之前进入市场,赶上1989年开始的下一代通信卫星发射高潮才能大有作为,否则将会面临“四面夹击”的严峻竞争形势。

 

△中国专家在美国“推销”火箭

  在这样的形势下,中国航天人还没有等长征二号E火箭立项并制造出来,仅仅带着一张手绘的草图,凭着2-3年内一定能完成研制的信心,匆匆走上了推销长征二号E火箭的道路。也因此开始了一段在中国航天乃至世界航天的历史上都称得上传奇的历程。
  当中国即将研制长征二号E火箭的消息传出后,美国休斯公司、福特公司、通用电气公司以及英国宇航公司等国际主要卫星制造商和许多卫星用户便迫不及待地和中国航天部门接触。然而“纸上谈兵”自然得不到客户的信任,虽然长征二号E火箭的报价十分优惠,但很多客户显得十分的犹豫,不敢贸然和中国航天部门签约。
  此时,机会再次眷顾了中国航天人。澳大利亚第一代国家卫星通信系统的两颗卫星将于1993年前后陆续达到寿命期限。为了不让通信服务中断,负责卫星运营的澳大利亚奥赛特公司计划于1987年9月就建立第二代卫星系统进行公开招标。这次招标吸引了美国休斯公司、福特公司、通用电气公司、德国联邦集团、法国宇航公司和英国宇航公司等多家公司参加。其中的美国休斯公司正在推销其研制的新一代通信卫星,对于这次竞标他们志在必得。出于有效控制卫星发射价格的因素,美国休斯公司对长征二号E火箭表示出了极大的兴趣。因为,长征二号E火箭的发射价格比市场价格至少要低了15%-20%,这有助于休斯公司在竞标中取得优势。于是,进过审慎的研究,休斯公司决定选用中国的长征二号E发射“澳星”。
  经过激烈的竞标,1988年6月16日,休斯公司使用长征二号E火箭发射两颗HS-601卫星在轨交付的方案中标。
  这是一次大胆的选择。当时中国的长征二号E火箭尚未下料制造,火箭发射塔架也没有开工建造。就连美国休斯公司的卫星也都在研制中,更别提和火箭的技术接口协调了。而澳大利亚奥赛特公司则面临着一旦卫星推迟发射或者发射不成功,国内通信就可能中断的危险。但中国航天人的不懈努力,让长征二号E这枚图纸上的火箭走上了世界的舞台。
  而当时,国内对于长征二号E火箭的研制,也是有着很大的争议的。因为这次的研制不同于以往的国家计划,是专门针对国际商业发射服务市场进行的。在国家没有大型通信卫星发射计划,国外又没有拿到委托发射合同的情况下就要进行巨额的投资,风险实在是太大了。
  但是,在中央和航空航天工业部的支持下,研制工作坚定不移的进行了下去。1988年9月16日,航空航天工业部下发了《关于抓紧长征二号捆绑式火箭研制的决定》明确长征二号E火箭由火箭院全面负责,并任命王永志为总指挥,于龙淮、王德臣为副总指挥,屠守锷为技术总顾问,王德臣兼任总设计师,李占奎为副总设计师。
  1988年9月,奥赛特公司和休斯公司组成联合代表团,对中国的长征二号E火箭研制,尤其是发送机的研制情况进行了考察。在他们看来,像长征二号E这样的新火箭,即使在美国研制也至少得花3年的时间,中国航天人竟然雄心勃勃地提出要在两年内完成研制任务,这不免让他们心存疑虑。至于卫星承保公司更是放心不下,由于没有见到长征二号E火箭的实物,他们迟迟不肯同意担保,以至于休斯公司拖到了1988年11月1日长城公司正式签署了用长征二号E火箭发射自己制造的、由奥赛特公司经营的两颗卫星的合同。

  

△“澳星”发射合同签订

  这是一份十分严苛的合同:不预先支付经费,不提供有关卫星技术情况,长征二号E必须在“澳星”发射前一年,即1990年6月30日之前进行一次正常的飞行试验。发射失败或者无正常理由推迟发射,美方有权中止合同,并索赔100万美元。
  当年12月14日,国务院办公会议原则同意用长征二号E火箭发射“澳星”,所需费用用贷款方式解决;要求从1989年1月起力争18个月完成首次适应性发射;为保证长征二号E火箭研制工作的顺利进行,决定成立有国防科工委主任丁衡高为组长的协调小组,协调各方面的工作。1989年2月,国务院、中央军委正式下文,将长征二号E火箭的研制任务列为国家重点工程项目。并确定由航空航天工业部副部长刘纪原主管这项工程。
  如果从国务院正式批准立项,所需基本落实之日算起,如果要赶到1990年6月30日之前试飞,留给火箭院研制长征二号E火箭的时间只有18个月多一点。贷款的方式,也就意味着火箭院的每个员工头上,都顶上了几万元的债务。首飞,风险更大,并且一旦失败,中国好不容易打开的国际商业发射服务市场的大门很有可能就此关闭。但也正是这些困难和压力,让火箭院的员工们爆发出了超常的毅力,硬是打赢了这一仗。1990年6月29日,首枚长征二号E火箭比原计划提前一天矗立在了西昌卫星发射中心的发射塔架上。
  这枚火箭全箭起飞质量460吨,全长49.7米,最大直径大3.35米,卫星整理罩最大直径4.2米。4个助推器直径为2.25米、高为15米。它的近地轨道运载能力达到9.2吨,如果加上适当的固体火箭上面级,可将3吨以上的有效载荷送入地球同步轨道。
  可以说,这是当时中国运载能力最大的火箭。然而,它的发射过程却并不是一帆风顺的。由于西昌夏季的高温多雨环境,加助推进剂后,火箭出现了大量“出汗”的状况,为了进行防水处理,原本7月9日的发射被迫推迟。12日再次组织发射又在发射前30分钟因故中止。随着箱内温度越来越高,4个助推器上的脉动压力传感器部位先后出现了氧化剂渗漏现象。排险过程惊险万分,先后有多名抢险队员吸入过量的四氧化二氮毒气,火箭院总装车间的一名工人牺牲。在大家的前赴后继下,抢险工作终于完成。

△“澳星”发射成功

  1990年7月16日,首枚长二捆火箭点火起飞。火箭除了搭载一颗巴基斯坦的科学实验卫星外,还安置了一个与“澳星”质量相等的模拟星。最终,巴基斯坦科学卫星准确进入预定轨道,但由于装在火箭第二级电路中的一根插座连线出现错误,“澳星”模拟星未能进入预定轨道。但是,休斯公司和奥赛特公司组成的联合代表团在经过全面而严格的评审后,仍然给出了“满意”的评价。
  长征二号E火箭的首飞成功被认为是20世纪90年代中国航天科技发展的一个重要里程碑,使我国首次突破了助推器捆绑技术、首次研制成功了推进剂利用系统和大型发射台等36项关键技术,标志着中国运载火箭技术登上了一个崭新的台阶,也为我国的运载火箭进入国际发射服务市场起到了重要的推动作用。
  长征二号E火箭先后发射了7次,1992年8月14日,长征二号E火箭成功发射首颗“澳星”。后续还执行了第二颗“澳星”、亚太二号通信卫星、亚洲二号通信卫星、艾科斯达一号通信卫星等发射任务,成功5次,失败两次,一次发射中止。如今,更大推力的长征三号甲系列火箭已经成为了中国对外商业发射服务的主力,长征二号E火箭也宣告退役。但是,它在中国航天史的上的地位永远不可撼动。而它对捆绑技术的尝试,为后来中国载人航天火箭——长征二号F火箭的研制奠定了坚实的基础。
  (文章内容参考:《中国航天事业发展的哲学思想》、《中国航天技术发展史稿(中)》)

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