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2022-02-16 09:58:31

长征六号运载火箭

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航空科技
航空科技
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长征六号运载火箭(英文:Long March 6,缩写:CZ-6)是中华人民共和国上海航天技术研究院(中国航天科技集团公司第八研究院)研制的新一代无毒无污染小型液体运载火箭。

长征六号为三级火箭,有700km高度太阳同步轨道500kg的运载能力。 该火箭成本低、高可靠、适应性强、安全性好,有许多新技术是在中国国内首次应用,研制难度很大。 长征六号运载火箭于2009年获得国家正式批复立项,并于2013年12月在太原卫星发射中心完成场箭合练 。

2015年9月20日7时01分,长征六号在太原卫星发射中心"一箭20星"首飞成功,不仅标志着中国长征系列运载火箭家族再添新成员,而且创造了中国航天一箭多星发射的新纪录。 这也是中国新一代运载火箭的首次发射。

2021年4月27日11时20分,我国在太原卫星发射中心用长征六号运载火箭,以"一箭九星"的方式成功将齐鲁一号、齐鲁四号、佛山一号等3颗主星送入预定轨道。此次任务还搭载发射了中安国通一号、天启星座09星、起源太空NEO-1卫星、泰景二号01星、金紫荆一号卫星、灵鹊一号D02卫星等6颗卫星。

2021年11月5日10时19分,我国在太原卫星发射中心用长征六号运载火箭,成功将广目地球科学卫星(又称"可持续发展科学卫星1号")发射升空。卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。

基本信息

  • 中文名称

    长征六号运载火箭

  • 外文名称

    Long March 6

  • 所属国家

    中华人民共和国

  • 研制单位

    上海航天技术研究院

  • 状态

    首飞成功

  • 首飞时间

    2015年9月20日7时01分

  • 发射场

    太原卫星发射中心

  • 缩写

    CZ-6或LM-6

折叠 编辑本段 研制原因

根据中国新一代运载火箭的发展思路,研制新一代运载火箭应坚持无毒无污染、低成本、高可靠、适应性强、安全性好的发展原则形成的"一个系列、两种发动机、三个模块"的总体发展思路。新一代运载火箭系列中规划的小型运载鸡防营义待坏火箭,可以满足小型有效载荷的发射需求,也符合小型运载火箭的总体规划。

研制主要是满足小卫星的发月送需建静动波沉处划讲射需求。从国内外卫星的发射市场分析与预测可以看出,500kg级太阳同步轨道卫星的发射需求占厚圆坚育洲了始火有相当大的比例,因此新一代运载火箭系列中规划的小型运载火箭要能够满足700km太阳同步轨道(英文:Sun-synchronous orbit,缩写:SSO)500公斤级小卫看损逐级散协挥民率星的发射需求,同时具备双星或多星发射更小重量级卫星的能力

折叠 编辑本段 设计原则

低成蒸的环钟争伤简李

降低成本是提高运载火箭在国内外卫星发射市场上竞争能力的重要条件,小型运载火箭研制的关键是降低成本。一方面,充分利用新一代运载火箭基演留集设本型的技术以降低研制成本,设计过程中要始终贯彻低成本设计思想简尽划南确称乡清,在保证可靠性的前提下尽量简化系统配置;简化发射操作,降低发射成本。采用煤油/液氧发动机,光燃料费比以前节省数百万元。

高可靠性

高可靠性是火箭的生命之本。遵循"简单即可靠"的可靠性设计原则,在单机或系统设计时力求简单;通过严格的质量保证体系和质量管理制度,控制产品的设计、生产质量。设计可靠性为95%,经过进一步优化,首飞可靠性提升到98%,比安全性最高的长征二号F型还高1%。

适应性强

满足用户多种多样的需求,既能够适应发射各种轨道的小卫星,也可以进行双星或多星发射;既能够适应新发射场,也能够在现有的发射场进行发射。首飞时长征六号完成一箭20星创造了中国卫星发射新纪录。

沉则执风期短

充分应用新一代运载火箭基本型的技术,研制周期短,简化发射方式,缩短发射周期,满足基晶探笔么纪并气孔关快速发射的要求。首飞时发射准备时间只需要一周。

折叠 编辑本段 总体方案

折叠 早期方案

方案A(二级构形、直径2.25m)

1)一子级为新一代运载火箭2.25m模块,发动机单摆改双摆,推进剂质量为61吨,滚控采用4×1000N过氧化氢/煤油辅助动力系统;

2)二子级采短阳住物用一台15t级液氧煤油发动机,双摆、两次启动,推进剂质量为13.15t,滚控、滑行过程姿控及推进剂管理采用10×25N,4×100N,2×30翻与企型宽开0N过氧化氢/煤油辅空财早结目助动力系统。

3)整流罩直径为2.25m或2.6m,整体或分体吊装。

4)火箭全长为35.07m,直径为2.25m。

5)起飞质量为84.537t,起飞季米活代做围型欢推重比为1.467,最大动压为33.8kPa,最大轴向过载为5.8g。

五率感歌各背双6) 700kmSSO运载能妈反验转棉位农土将职剂力约为650kg。

方案B(三级构形、直径2.25m)

1)一子级同方案采谈湖却须A。

2)二子级基本同方案A,发动机一次启动

3)增加三子级,采用4×1000N变轨,采用4×25N, 8×100N用于二级滚控和三级姿控.否十指展秋异和方案A相比增加了4×100防酸总0N推力室、4×100N推力室,减少6×25N推力室、2×300N推力室,加注量增加。

4)整流罩直径为到展套并可亲王磁2.25m或2.6m,整体或分体吊装。

5)火箭全长为35.87m,直径为2.25m。

6)起飞质量为85.027t,起飞推重比为1.459,最大动压为36.9kPa,最大轴向过载为5.7g。

7) 700kmSSO运载能力约为870kg。

方案C(三级构形、一级直径3.35m)

1)一子级采用3认胞处跑让它度何.35m直径,增加15t推进剂;滚控采用4×1000N过氧化氢/煤油辅助动力系统。

2)二子级基本同方案B,增加2t推进剂。

3)三子级同方案B.

4)整流罩直径为2.25m刻河或2.6m,整体吊装。

5)火箭全长为29.237m

6)起飞质量为103.217t,起飞推重比为械范间投本季课婷上呼扬1.20,最大动压为22.3k而迅观沉育皇品Pa,最大轴向过载为5.0g.

7) 700kmSSO运载能力约为1080kg,在满足国内测控的要求下运载能力为500kg。

方案D(三级构形、一级直径质婷亮黑危操场居饭见罪3.0m)

1)一子级采用3m直径

2)二子级都毫停酸境乱同方案C;

3)三子级同方案C

4)整流罩直径为2.25m或2.6m整体吊装;

5)火箭全长为31.5获均支维轴他进重阿车3米m,长细比为10.51。

6)起飞质量为103.167t,起飞推重比为轴向过载为5.0g。

7) 700kmSSO运载能力约为1100kg。

方案E(三级构形、直径3.0m)

1)一、二、三子级采用3米直径,推进剂工作量同方案C;

2)二子级煤油箱则贵酒采用悬挂贮箱,直径为2.25m。

3)整流罩直径为3.0m整体或分体吊装

4)火箭全长为31.19m,长细比为10.4

5)起飞质量为103.677t,起飞推重比为1.196,最大动轮肉家胡更差试附压为21.8kPa,最大轴向过载为4.9g;

6) 700kmSSO运载能力约为780kg

方案F(三级构形、直径2.5m)

1)一、二、三子级划善李采用2.5m直径

2)一级推进剂质量为71t,二、三级加注量同方案既听伯小云察拉考笑C

3)整流罩直径为2.5m,整体吊装

4)火箭全长为34.46m,长细比为13.建谈饭缩克镇终更8

5)起飞质量为98.105t,起飞推重比为1.264,最大动压为25.8kPa,最大轴向过载为5.0g

7) 700kmSSO运载能力约为910kg。

折叠 实施方

上海航天技术研究院(即中国航天科技集团公司第八研究院)自200养杀线低元践0年就组织科技人员开展了中国新一代运载火箭的总体方案论证和关键技术的攻关工作。2008年7月,集团公司作出决定,明确长征六号由八院总承研优无紧剧项名强数电队制。八院随即开始组建研制队伍,全面开展立项前各项协调知就功概创、论证和策划工作。八院已经完成了总体方案论证,确定了型号研制氧字全过程的计划安排,明确了各系统负责人,基本确定了各分系统主要技术方案,步形温圆齐陆影级省跑见正在深化关键技术攻关和关键单机的研制。

折叠 编辑本段 基本参数

参数

一子级

二子级

三子级

氧化剂/推进

液氧/煤油

液氧/煤油

四氧化二氮/偏二甲肼

推进剂质量/吨

76

15.15

0.75

发动机

单台双摆YF-100

单台YF-115发动机

单台YF-50E临居发动机

海平面推力/千牛

1200

150

N/A

真空推力/千牛

1340

180

6原效.5

海平面比冲/

米每秒(秒)

2942(300)

N/A

N异举杀试宣句证反/A

真空比冲/

米每秒(秒)

3重圆沿神286(335)

3349(342)

3092(31前州容5.5s)

箭体直径/

3.35

2.25

2.25

火箭类型

三级小型液体运载火箭

火箭全长/米

29.287

起飞质量/吨

103

起飞推比

1.2

最大轴向过载

7.0G

SSO运载能力

国内测控下达到500kg

全球测控下达到1.0吨

可靠性

0.98

发射准备周期

7天

备注

①700公里太阳同步轨道

率防以九副样 编辑本段 动力系统

折叠 YF-100液氧煤油发动机

长征六号芯一级使用一台YF-100液氧煤油发动机(双摆)。

性能参数:

YF-100采用分级燃烧循环,富氧预燃。

地面推力:1199.19kN(122.3t)

地面比冲:2942.0m/s(300s)

真空推力:1339.48kN(136.7t)

真空比冲:3286.2m/s(335s)

液氧流量:296.39kg/s

煤油流量:113.31kg/s

总流量:409.70kg/s

混合比:2.6

喷口面积:1.406m

喷口直径:1.338m

喷管面积比:35

推力调节:65%~100%

长3米

重1.9吨

折叠 YF-115液氧煤油发动机

长征六号火箭芯二级使用一台YF-115液氧煤油发动机组成。

性能参数:

分级燃烧循环,富氧预燃。

地面推力:150千牛(15.3吨)

真空推力:180千牛(18.37吨)

真空比冲:3349米/秒(342秒)

燃烧室压力:12Mpa

混合比:2.5

喷管出口直径:946mm

高度:2325mm

喷管面积比:88

推力调节范围:80%至100%

混合比调节范围:±8%

循环方式:补燃循环

研制时间:2002年至2014年

折叠 YF-50E常规推进剂发动机

长征六号火箭芯三级使用一台YF-50E发动机

推力:6.5千牛

类型:泵压式常规推进剂上面级发动机

用途:长征6号第3级发动机,长征6号滚控、姿控、推进剂管理等。可能用于未来先进上面级和航天器轨控、姿控。

比冲:3092m/s(315.5s)

折叠 编辑本段 控制与制导系统

折叠 数字总线

中国现役火箭的控制系统中,信息传输主要采用传统的模拟电缆点对点方式,整个系统结构复杂,生产测试过程成本很高。与之相矛盾的是,未来火箭各分系统间需要进行大量的信息交换,模拟电缆传输已经无法满足需求,更无法实现冗余设计和故障的自动监测隔离。

长征六号火箭上,设计人员开拓性地应用了1553B总线技术的控制系统设计,这一设计实现了全箭信息数字化传输和综合利用。从模拟电路技术跨越至数字总线控制系统,这在我国新一代运载火箭控制系统中尚属首次。

数字总线技术保证了箭上控制系统计算机与各单机之间实现快速、准确的信息互通,为长六火箭实现精确控制提供了便利条件。

折叠 迭代制导

我国现役火箭为了实现精确入轨,大多数采用摄动制导技术。科研人员在火箭的出发点和入轨点之间规划一条固定路线,火箭在飞行过程中只要发生轨道偏移,就要先回到预定轨道上,然后再继续飞行。

长征六号火箭的设计师们专门研制了迭代制导技术。运用新技术后,火箭在飞行过程中一旦发生偏离轨道的情况,不用再回到预定轨道,而是从所在位置直接规划入轨的最优路线,驶入最终轨道。

采用迭代制导技术,可以在很大程度上提高火箭入轨精度和对太空干扰因素的适应性,'长六'成功应用此技术也为新一代运载火箭提高整体质量作出了贡献。

折叠 双八表捷联惯组

长征六号火箭在飞行过程中除了需要有精准控制的能力外,还需要有精准判别的能力。为了让"长六"能够清晰地洞察自己的飞行轨迹,科研人员为它配置了一双敏锐的"眼睛"--双八表捷联惯组。

惯组作为捷联惯性系统的核心部件,在运载火箭控制系统中负责测量箭体相对空间的速度和加速度,经过坐标变换和计算机计算后,可得到箭体的各种导航信息。

长征六号火箭上装配的双八表捷联惯组由两部分组成,其一是八表激光惯组,其二是八表光纤惯组。八个表的惯组是我国现役火箭型号的最高配置,并且激光惯组和光纤惯组同时使用也属首次。

双八表捷联惯组按照主从冗余模式,以激光惯组为主份系统。一旦发生故障后,将整体切换到备份的光纤惯组上。双八表惯组的使用,在满足火箭高可靠的要求下,成功解决惯组系统可靠性、经济成本、测试复杂度等多个制约因素之间的矛盾,保证了长征六号火箭惯组系统高可靠度和高精度,也为其精确入轨奠定了基础。

为长征六号提供精准判断能力的除双八表捷联惯组之外,还有它配备的多星座导航接收机。

多星座导航接收机与双八表捷联惯组配合,为长征六号提供精确的测量定位,这款接收机除了兼容美国GPS系统、俄罗斯格洛纳斯系统之外,还能接收到我国自主研制的北斗二代导航系统信号。这三种信号综合在一起,就能可靠、精准地确定长征六号飞行过程中的位置。

折叠 编辑本段 转运与发射系统

折叠 运输车辆

宝钢工程技术集团苏州大方特种车股份有限公司在接到"自行式火箭运输起竖车"的研发、制造。按照"通用化、组合化、系列化"设计方案要求,综合采用了多种特种车辆的前沿技术和先进的电子信息技术。在为期一年多的研制过程中,苏州大方攻关团队相继攻克了车辆自动导航、精确定位对接、高负荷起竖和耐低温等多项技术难题,成功为长征六号新一代运载火箭度身定制了这辆"私人座驾"。

该车最大载重120t,长征六号运载火箭"躺在"上面就可完成从转运、起竖,一直到加注发射的所有流程,使发射准备时间从几星期缩短至7天。该车辆能通过计算机控制实现自动无人驾驶,在发射阵地实现自主导航驾驶及精确定位对接,定位精度误差不超过5mm。

折叠 发射平台

中国航天科工集团十院航天天马公司研制生产的火箭运输起竖系统和发射台。

2009年,科工十院天马公司接到长征六号运载火箭运输起竖系统及发射台项目研制任务后,在总体单位的指导下,航天天马公司迅速反应,精心策划,成立了由行政、结构、电气、液压、工艺等技术人员组成的项目组,各司其职,高效联动,完成了长征六号整体运输起竖系统及发射台原理样机研制;2011年,项目组完成了该型号某阶段整体运输起竖系统及发射台的方案设计,并通过评审;2013年,完成了该项目产品的生产加工和调试,产品转入上海开始系统联调;2014年,完成合练试验总结后转入试样研制阶段。2015年7月,天马公司派出7名技术人员和工人在现场随时配合保障,加班加点,昼夜鏖战,确保各项工作如期进行。

折叠 编辑本段 研发团队

折叠 设计团队

总设计师:张卫东,曾荣获2013年航天创新奖。

副总设计师:周遇仁

副总设计师:李程刚

副总设计师、液氧煤油发动机总设计师:刘红军

副总设计师:丁秀峰

结构系统主任设计师:唐杰

控制系统主任设计师:周如好

惯组系统主任设计师:王鹏

地面负责人:常娟

副主任工艺师:陈长江

折叠 管理团队

总指挥:张卫东(兼)

副总指挥:李军

副总指挥:王建设

折叠 编辑本段 研制进度

时间

具体进度

备注

2009年9月

长征六号运载火箭立项,由航天八院承担

2012年3月

长征六号三级发动机整机试车成功

由六院承担

2012年4月

长征六号首台芯一级发动机交付总体

120吨液氧煤油发动机

2012年7月

长征六号芯一级发动机由初样进入试样阶段

2012年8月

长征六号液氧箱低温静力试验成功

由八院800所承担

2012年11月

长征六号动力(一级)首次热试车成功

由六院101所承担

2013年4月

长征六号一级液氧贮箱绝热包覆完成

由八院149厂承担

2013年4月

长征六号二级试车成功

六院

2013年7月

长征六号三级热试车成功

由八院805所承担

2013年9月

长征六号由初样阶段转为试样阶段

八院

2013年12月

长征六号火箭完成全箭合练工作

太原卫星发射场

2014年3月

长征六号三级电动伺服系统试样阶段的首次发动机摇摆热试车

由八院803所承担

2014年4月

长征六号辅助动力系统全系统热试车成功

由801所承担

2014年8月

三级主发动机高空模拟试车

六院

2015年3月

长征六号三级主发动机试样研制收官试车

六院11所

2015年7月

长征六号遥一箭出厂

八院

折叠 编辑本段 发射记录

序号

发射时间

火箭

编号

载荷

目标

轨道

发射场

及工位

发射

结果

备注

1

2015.09.20

07:01:14.331

遥一

浙江大学皮星二号A(ZDPS-2A)

------------------------

浙江大学皮星二号B(ZDPS-2B)

------------------------

哈尔滨工业大学紫丁香二号纳卫星

══════════════════════════════════

清华大学集成微系统技术试验卫星纳星二号(主星)

清华大学集成微系统技术试验卫星紫荆一号(子星)

西安电子科技大学集成微系统技术试验卫星紫荆二号

(子星)(空间实验一号皮卫星)

══════════════════════════════════

国防科技大学天拓三号吕梁一号(主星)

国防科技大学天拓三号智能号手机卫星(子星)

国防科技大学天拓三号星尘号飞卫星1(子星)

国防科技大学天拓三号星尘号飞卫星2(子星)

国防科技大学天拓三号星尘号飞卫星3(子星)

国防科技大学天拓三号星尘号飞卫星4(子星)

══════════════════════════════════

深圳东方红海特开拓一号微卫星(开拓一号A)(主星)

DCBB立方星(开拓一号B)(CAS-3G)(子星)

══════════════════════════════════

航天东方红希望二号2A-2F(CAS3A-3F)

共6颗卫星:

希望二号A纳卫星(皮纳一号A)

------------------------

希望二号B皮卫星(皮纳一号B)

------------------------

希望二号C皮卫星(皮纳一号C)(主星)

希望二号E(子星)

希望二号F(子星)

------------------------

希望二号D皮卫星(皮纳一号D)

SSO

太原卫星

发射中心

9601工位

成功

首飞

2

2017.11.21

12:50:13.723

遥二

吉林一号视频04/05/06星

SSO

太原卫星

发射中心

9601工位

成功

首次商业

发射任务

3

2019.11.13

14:35

遥四

宁夏一号(钟子号)五颗卫星

(商业电磁频谱监测卫星星链)

LEO

太原卫星

发射中心

9601工位

成功

首次低倾角

圆轨道发射

4

2020.11.6

11:09

遥三

阿根廷NewSat9-18卫星

------------------------

电子科技大学号卫星(天雁05卫星)

北航空事卫星一号

"中国青少年科普卫星八一03星'太原号'"

SSO

太原卫星

发射中心

9601工位

成功

首次整箭级承接

国际商业卫星发射任务

5

2021.04.2711:20


齐鲁一号、齐鲁四号、佛山一号、中安国通一号、天启星座09星、起源太空NEO-1卫星、泰景二号01星、金紫荆一号卫星、灵鹊一号D02卫星


太原

成功


6

2021.11.0510:19


广目地球科学卫星(又称"可持续发展科学卫星1号")


太原卫星发射中心

成功


折叠 备注

1.首发时间变更:

原计划2014年,由于发射载荷改为一箭20星,发射时间也相应调整到了2015年8月。当8月窗口时间进行准备时,却出现了卫星不能按时到位的状况,几经协调,最后将发射时间定在了9月20日。

推迟一天到9月20日发射的一个原因:19日早上6点30分,距离长征六号首飞发射还有30分钟,指挥大厅的大屏幕上显示动力系统抽真空管路压力出现异常。20分钟后,抢险排故完成,抽真空终于正常。但最后还是改到9月20日发射。

折叠 编辑本段 研制改造

为满足中型载荷的发射需求,八院正在研制长征六号改运载火箭,通过捆绑4枚固体助推器,进一步提高运载能力,预计于2020年底首飞。

2019年4月15日,长征六号甲运载火箭芯一级120吨级液氧煤油高压补燃发动机长程高工况试车在陕西西安圆满完成。这标志着我国新一代首枚固液组合推力火箭研制工作取得了新进展。

长征六号运载火箭此前分别于2015年9月和2017年11月以一箭20星和一箭3星的方式圆满完成两次飞行试验。

长征六号全箭长29.3米,为三级构型,起飞质量约103吨,700公里太阳同步轨道运载能力为1吨,支持单星发射、多星发射和搭载发射。通过水平整体测试、水平整体星箭对接、水平整体运输起竖的"三平"测发模式,可完成各类航天器的快速发射任务。

航天科技集团所属长城公司与阿根廷Satellogic公司签署了多发发射服务合同,将用长征六号与长征二号丁共同为其发射共计90颗卫星。

折叠 编辑本段 获得荣誉

2015年11月3日,长征六号运载火箭摘得第17届中国国际工业博览会的最高荣誉--特别荣誉奖。

折叠 编辑本段 发射意义

英国广播公司援引《解放日报》的报道称,长征六号发射提高了中国的"空间进入能力"并且"缩小了与世界先进国家差距",对中国运载火箭"后续发展具有里程碑意义"。

香港《商报》网站9月21日报道,中国新一代运载火箭长征六号将20枚微小卫星送上太空轨道,创下亚洲最多,亦是全球第三位发射最多卫星的一次。这次发射成功也意味着新一代运载火箭技术和小卫星技术的成功。

央视报道:9月20日上午,我国新一代运载火箭长征六号成功首飞,这也是我国新一代运载火箭的第一次飞行试验。此次长征六号火箭将承担20颗卫星的发射任务,不仅创造了我国一箭多星的发射新纪录,同时"一箭20星"的发射数量也创下了亚洲之最。

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