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长征四号甲

中国研制的一型三级运载火箭

长征四号甲（代号：CZ-4A）是中国航天科技集团所属上海航天技术研究院抓总研制的一型三级常温液体运载火箭。

发展沿革
研制背景
20世纪70年代中期，中国同步轨道通讯卫星计划启动，火箭的飞行目标从近地轨道提升至地球同步轨道。在长征二号基础上加装三级的长征三号和长征四号应运而生，其中长征三号的第三级采用了当时技术较为先进的液氢液氧燃料发动机，同时由于担心长征三号的三级研制难度过大而拖慢进度，中国航天工业部门确定长征四号选取了难度相对较低的常温燃料火箭发动机作为第三级动力，两种型号同步发展。
研制历程
长征三号和长征四号火箭的进度都颇为顺利，由于氢氧燃料第三级更适合发射地球同步轨道卫星，长征三号火箭逐渐发展成中国发射地球同步轨道卫星的主力火箭。为充分利用长征四号研发已有成果，同时着眼发射太阳同步轨道气象卫星风云一号，研制方将长征四号火箭进一步改进成为发射气象卫星的长征四号甲火箭。
1988年9月7日，长征四号甲火箭首飞成功，将中国第一颗气象卫星风云一号A送入太阳同步轨道。
1990年9月3日，长征四号甲火箭又进行了第二次发射，将风云一号B等3颗卫星同时送入预定轨道。
长征四号甲运载火箭共进行了两次发射，发射成功率为100%，该火箭已退役。
技术特点
总体布局
长征四号甲运载火箭是在长征二号丙基础上进行改进设计，并增加常规液体三子级而形成的一种常规液体三级火箭，采用四氧化二氮/偏二甲肼作为推进剂，其主要任务是发射对地观测应用卫星。长征四号甲运载火箭全长为41.9米，箭体最大直径为3.35米，起飞质量241吨，火箭由一、二、三子级组成，除箭体结构外，箭上装有控制系统、遥测系统、跟踪测量系统、安全自毁系统、推进系统和电源配电系统等设备。
长征四号甲运载火箭的一、二子级的布局与长征二号乙基本相同，主要不同处在火箭第三级和火箭头部，为使卫星免受大气层气流冲刷，长征四号甲在卫星外部装设了球锥形整流罩。仪器舱位于三子级前部，前端与卫星及整流罩相连，仪器舱壳体作为其支承件，内部装有控制系统、跟踪系统、安全自毁系统的大部分仪器。其他仪器安装在箱间段、级间段及尾段舱体内部。
箭体结构
长征四号甲的箭体结构由有效载荷整流罩、仪器舱、氧化剂箱、燃料箱、箱间段、级间段、尾段和尾翼等部分组成。箭体结构的主要材料是铝合金。
一子级结构
一子级箭体结构由级间段、氧化剂贮箱、箱间段、燃料贮箱、后过渡段和尾段组成，级间段由级间壳段和级间杆系两部分不同的结构构成。
二子级结构
二子级箭体结构由仪器舱、氧化剂贮箱、箱间段和燃料贮箱等部分组成。
燃料贮箱和氧化剂贮箱均为承力式结构，都由椭球形前、后底和较短的筒段构成。贮箱内都安装有防晃板、消漩器、增压兼安全溢出管、液位传感器、温度传感器等。
三子级结构
三子级贮箱采用高强铝单层薄壁共底结构和全程常温氦气定值增压，三子级发动机为双向摇摆式控制，发动机支撑形式采用铝合金铆接化铣混合型短舱结构。
卫星整流罩
长征四号甲为适应卫星外形尺寸的需要，研制了大直径卫星整流罩，由端头帽、前锥段、圆柱段组成。端头帽由玻璃钢纤维材料制成，具有良好的无线电透波性。前锥段和圆柱段是由金属蜂窝材料制成，倒锥段由化铣合金材料制成。如果需要，无线电透波窗口和操作窗口可以在柱段和前锥段上开口。
星箭对接
长征四号甲火箭可以提供标准的937B和1194机械接口，卫星的下端框与火箭的有效载荷支架的上端框对接，通过包带来锁紧。也可以提供爆炸螺栓型接口。
推进系统
长征四号甲采用由液体火箭发动机、泵压式推进剂输送系统和自生增压系统组成的推进系统，使用自燃推进剂，氧化剂为四氧化二氮，燃料为偏二甲脐。
一子级系统
一子级推进系统由组合发动机、推进剂输送系统、增压系统、火工品及电缆、机架等构成。火箭发动机由4台独立的单机通过机架并联而成的组合发动机。
二子级系统
长征四号甲二子级发动机采用大喷管，二子级推进系统由主发动机和游动发动机组合的推力室、涡轮泵、涡轮工质供应系统、推进剂供应系统、增压系统、火工品及电缆和机架等组成。
三子级系统
三子级推进系统由两台独立工作、可双向摇摆的单机通过发动机舱并联而成，采用泵压式供应系统和燃气发射器动力循环系统，具有二次起动能力。
设计参数
发射记录
科研获奖
1991年，长征四号甲运载火箭获中国国家科技进步特等奖。
价值意义
长征四号甲作为常规三级运载火箭的基本型号，主要任务是发射各种对地观测应用卫星系列。该火箭性能可靠、用途广泛、成本低廉、适用性好，在国际卫星发射服务市场上具有竞争力。
长征四号甲的研制成功，使长征系列运载火箭的空间范围扩大到了能覆盖包括太阳同步轨道的全部地球轨道，使中国成为世界上继美国、苏联之后第三个能够独立发射太阳同步轨道卫星的国家。（《中国航天》、《太空探索》 评）
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