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長征三號丙運載火箭

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長征三號丙運載火箭
長征三號丙運載火箭渲染圖
用途不可重複使用的中型運載火箭
製造者中國運載火箭技術研究院(CALT)
製造國家 中華人民共和國
外型及質量參數
高度標準型：54.838米（179.91英尺）
改進Ⅱ型：56.326米（184.80英尺）
改進ⅢZ型：57.126米（187.42英尺）
直徑3.35米（11.0英尺）
質量345,000公斤（761,000磅）
節數3節
酬載量
至GTO[註 1]有效載荷
質量標準型：3,800公斤（8,400磅）
改進Ⅱ型：3,900公斤（8,600磅）
至LEO有效載荷
質量標準型：9,100公斤（20,100磅）[註 2]
至SSO有效載荷
質量標準型：6,450公斤（14,220磅）[註 3]
相關火箭
本系列長征三號系列火箭
相似型號阿麗亞娜42L運載火箭
發射歷史
現況現役
發射場西昌衛星發射中心二號或三號發射工位
總發射次數18次
成功次數18次
首次發射2008年4月25日
著名載荷嫦娥二號
探月工程三期再入返回飛行試驗器
北斗導航衛星
輔助火箭 (標準型)
輔助火箭數2
高度15.326米（50.28英尺）
直徑2.25米（7英尺5英寸）
燃料重量37,700公斤（83,100磅）
引擎YF-25
單引擎推力740.4 kN（166,400 lbf）
比衝量260.7秒
推進時間127秒
燃料偏二甲肼 / 四氧化二氮
輔助火箭 (增強型)
輔助火箭數2
高度16.094米（52.80英尺）
直徑2.25米（7英尺5英寸）
燃料重量41,100公斤（90,600磅）
引擎YF-25
單引擎推力740.4 kN（166,400 lbf）
比衝量260.7秒
推進時間140秒
燃料偏二甲肼 / 四氧化二氮
第一節 (標準型)
高度23.272米（76.35英尺）
直徑3.35米（11.0英尺）
燃料重量171,800公斤（378,800磅）
引擎YF-21C
單引擎推力2,961.6 kN（665,800 lbf）
比衝量260.7秒
推進時間145秒
燃料偏二甲肼 / 四氧化二氮
第一節 (增強型)
高度24.76米（81.2英尺）
直徑3.35米（11.0英尺）
燃料重量186,200公斤（410,500磅）
引擎YF-21C
單引擎推力2,961.6 kN（665,800 lbf）
比衝量260.7秒
推進時間158秒
燃料偏二甲肼 / 四氧化二氮
第二節
高度12.92米（42.4英尺）
直徑3.35米（11.0英尺）
燃料重量49,400公斤（108,900磅）
引擎YF-24E
主機：YF-22E
游機：4×YF-23C
單引擎推力主機：742 kN（167,000 lbf）
游機：47.1 kN（10,600 lbf）
比衝量主機：298秒
游機：296.8秒
推進時間185秒
燃料偏二甲肼 / 四氧化二氮
第三節
高度12.375米（40.60英尺）
直徑3米（9.8英尺）
燃料重量18,200公斤（40,100磅）
引擎2×YF-75
單引擎推力83.585 kN（18,791 lbf）
比衝量438秒
推進時間464秒
燃料液氧 / 液氫
上面級（可選） – 遠征一號
引擎YF-50D
單引擎推力6.5 kN（1,500 lbf）
比衝量315.5秒（3.094公里每秒）
燃料偏二甲肼 / 四氧化二氮

長征三號丙運載火箭（簡稱：長三丙，CZ-3C）是由中國運載火箭技術研究院在長征三號甲運載火箭基礎上抓總研製的三級低溫液體捆綁式運載火箭。它與長征三號乙火箭相比，助推器數量減少為兩個，並且取消了助推器尾翼，其餘的結構與長征三號乙基本相同。長征三號丙為中國首個採用雙雷射慣組+衛星導航複合制導技術的運載火箭，提高了飛行器的入軌精度。此外，長征三號丙還採用了當時中國最新的高碼率傳輸技術，提高了火箭飛行時的數據傳輸速度及傳輸量。該火箭主要用於發射地球同步軌道衛星，現已正式投入國際衛星商業發射服務市場。

歷史

長征三號丙火箭的研製工作是與長征三號乙同時開始進行的，並於1995年3月至5月與長征三號乙在西昌衛星發射中心完成合練。原計劃長征三號丙火箭將用於發射鑫諾一號、馬步海衛星（英語：Agila-2）以及那豪爾1B（英語：Nahuel 1A）衛星，但由於1996年長征三號乙火箭首次發射時發生重大事故，為使該型號火箭儘快恢復發射而將上述三顆衛星改用長征三號乙發射[註 4]，並暫停了長征三號丙的研製工作。從1998年開始繼續進行研製工作，在此期間改進了設計方案，主要是在火箭一級加裝兩片尾翼，從而提高火箭的安全餘量，2000年底完成試樣研製工作。[1]

相關參數

標準型

長征三號丙運載標準型火箭全長54.838米，一、二子級直徑3.35米、助推器直徑2.25米，三子級直徑3.0米、整流罩的最大直徑可達4米。火箭的一、二子級及助推器使用的推進劑是偏二甲肼和四氧化二氮，三子級用的是液氫和液氧為推進劑，標準地球同步轉移軌道運載能力為3.8噸。長三丙標準型現已退役。

全箭由箭體結構、動力系統、控制系統、遙測系統、外測安全系統、滑行段推進劑管理與姿態控制系統、低溫推進劑利用系統、分離系統以及輔助系統等組成。[2]

助推器

每枚助推器捆長15.326米，上部是裝有液體四氧化二氮的氧化劑箱，下部是裝有液體偏二甲肼的燃燒劑箱。兩個助推器各配有一台推力為75噸的YF-25型發動機，噴管固定不擺。[2]

一子級

一子級長23.272米，上部是裝有液體四氧化二氮的氧化劑箱，下部是裝有液體偏二甲肼的燃燒劑箱。一子級裝配有YF-21C型發動機，該發動機是由四台推力為75噸的液體四氧化二氮/偏二甲肼YF-20C發動機並聯而成。每台YF-20C型發動機的噴口可以在伺服機構的帶動下單向擺動以控制火箭飛行的姿態，最大的擺動角為10度。[2]

二子級

二子級長12.92米，上部是裝有液體四氧化二氮的氧化劑箱，下部是裝有液體偏二甲肼的燃燒劑箱。二子級裝配有75噸推力的YF-22E型發動機（主發動機）和帶四個小噴管、推力為4.8噸的游動發動機YF-23C。主發動機噴管固定不動，游動發動機噴管可作單向擺動，最大擺角60度，以控制箭體飛行姿態。[2]

三子級

三子級長12.375米，上部是裝有液氫的燃燒劑箱，下部是裝有液氧的氧化劑箱。三子級採用的是YF-75氫氧發動機，具有二次啟動能力，由兩獨立的單管發動機並聯而成，每台推力8噸，可在伺服機構的帶動下雙向擺動，最大綜合擺角4度，控制三子級箭體飛行姿態。[2]

整流罩

在火箭飛行穿過大氣層這段過程中，火箭頂部的衛星整流罩保護衛星免受來自大氣層的各種干擾。衛星整流罩為衛星提供了一個良好的環境。長征三號丙火箭的衛星整流罩由端頭帽、雙錐段、圓柱段和倒錐段組成。端頭帽由玻璃鋼纖維材料製成，具有良好的無線電透波性。雙錐段和圓柱段是由金屬蜂窩材料製成，倒錐段由化銑合金材料製成。如果需要，無線電透波窗口和操作窗口可以在柱段和雙錐段上開口。長三丙火箭整流罩長9.561米，最大外直徑4.0米，其靜包絡最大直徑為3.65。[2]

星箭接口

長征三號丙火箭可以提供多種機械接口，但一般來說，提供標準的937B和1194機械接口。衛星的下端框與火箭的有效載荷支架的上端框對接，通過包帶來鎖緊。[2]

增強型

芯一級加長1.488米，助推器加長0.768米，推進劑質量提升近20噸。

改進二型

改進二型運載火箭全長56.326米，使用4米直徑4000F型整流罩，標準地球同步轉移軌道運載能力提高至3.9噸。

2014年10月24日凌晨在西昌衛星發射中心，長征三號丙改二型火箭首飛，將探月工程三期再入返回飛行試驗器發射成功[3]。

改進三Z型

改進三Z型運載火箭全長57.126米，使用4.2米直徑4200Z型整流罩，標準地球同步轉移軌道運載能力為3.7噸，可配合遠征一號上面級。

飛行時序

任務描述

長征三號丙運載火箭可以將衛星送入地球同步轉移軌道(GTO)。在執行一個典型的GTO任務時，長三丙火箭的一、二子級首先將衛星和三子級的組合體送入一個圓形的停泊軌道，然後三子級進行600多秒的滑行段飛行，在組合體在火箭控制系統的控制下進行再定向之後，三子級發動機再次點火將組合體送入目標GTO軌道，最後，三子級和衛星分離。

典型飛行時序

事件 飛行時間（秒） 高度（千米） 發射場距離（千米） 緯度（北緯） 經度（東經）
起飛 0.0 1.8 0.0 28.2 102.0
程序轉彎 10.0 28.2 102.0
助推器關機 127.5 48.7 50.6 28.2 102.5
助推器分離 129.0 50.0 52.9 28.2 102.6
一子級關機 145.2 64.7 82.0 28.1 102.9
一、二子級分離 146.7 66.1 85.1 28.1 102.9
整流罩拋罩 258.7 147.5 374.7 27.7 105.8
二子級主發動機關機 328.0 181.9 640.6 27.3 108.4
二子級游動發動機關機 333.0 184.3 663.4 27.2 108.7
二、三子級分離和三子級發動機一次點火 334.0 184.8 667.9 27.2 108.7
三子級一次關機 650.6 208.7 2465.0 22.8 125.8
滑行段開始 654.1 208.6 2490.0 22.7 126.1
滑行段結束和三子級發動機二次點火 1323.2 194.8 7295.2 3.2 165.9
三子級發動機二次關機和末速修正開始 1474.9 215.8 8541.6 -2.5 175.6
末速修正結束 1494.9 226.4 8730.8 -3.3 177.0
衛星/火箭分離 1574.9 295.1 9478.8 -6.6 182.9

入軌參數

長征三號丙運載火箭的標準GTO參數及入軌精度如下：

參數 標準GTO軌道參數 入軌精度（3s）
近地點高度 200 km ±30 km
遠地點高度 35786 km 半長軸 ±120 km
軌道傾角 28.5° ±0.21°
近地點幅角 179.6° ±0.6°

發射記錄

飛行次序 火箭序號 火箭型號 上面級 起飛時間（UTC+8） 發射工位 有效載荷 衛星軌道 發射結果
1 遙一 標準型 2008年4月25日
23時35分 		西昌衛星發射中心2號工位 天鏈一號01星 超同步轉移軌道 成功[4]
2 遙三 標準型 2009年4月15日
0時16分 		西昌衛星發射中心2號工位 北斗二號G2 地球同步轉移軌道 成功[5]
3 遙二 標準型 2010年1月17日
0時12分 		西昌衛星發射中心2號工位 北斗二號G1 地球同步轉移軌道 成功[6]
4 遙四 標準型 2010年6月2日
23時53分 		西昌衛星發射中心2號工位 北斗二號G3 地球同步轉移軌道 成功[7]
5 遙七 標準型 2010年10月1日
18時59分57秒 		西昌衛星發射中心2號工位 嫦娥二號 地月轉移軌道 成功[8]
6 遙五 標準型 2010年11月1日
0時26分 		西昌衛星發射中心2號工位 北斗二號G4 地球同步轉移軌道 成功[9]
7 遙八 標準型 2011年7月11日
23時41分 		西昌衛星發射中心2號工位 天鏈一號02星 超同步轉移軌道 成功[10]
8 遙六 標準型 2012年2月25日
0時12分 		西昌衛星發射中心2號工位 北斗二號G5 地球同步轉移軌道 成功
9 遙九 標準型 2012年7月25日
23時43分 		西昌衛星發射中心2號工位 天鏈一號03星 超同步轉移軌道 成功
10 遙十 標準型 2012年10月25日
23時33分 		西昌衛星發射中心2號工位 北斗二號G6 地球同步轉移軌道 成功
11 遙十二 改進Ⅱ型 2014年10月24日
02時0分 		西昌衛星發射中心2號工位 再入返回飛行試驗器
4M無線電信標
微型試驗飛行器PS86X1 		地月自由返回軌道 成功
12 遙十一 改進ⅢZ型 遠征一號 2015年3月30日
21時52分30秒 		西昌衛星發射中心2號工位 北斗三號I1-S 傾斜地球同步軌道 成功
13 遙十四 改進ⅢZ型 遠征一號 2016年2月1日
15時29分 		西昌衛星發射中心2號工位 北斗三號M3-S 中地球軌道 成功
14 遙十五 改進Ⅱ型 2016年6月12日
23時30分 		西昌衛星發射中心3號工位 北斗二號G7 地球同步轉移軌道 成功
15 遙十三 改進Ⅱ型 2016年11月22日
23時24分04秒 		西昌衛星發射中心2號工位 天鏈一號04星 超同步轉移軌道 成功[11]
16 遙十七 改進Ⅱ型 2018年12月25日
00時53分 		西昌衛星發射中心3號工位 通信技術試驗衛星三號 地球同步轉移軌道 成功[12]
17 遙十六 改進Ⅱ型 2019年5月17日
23時48分 		西昌衛星發射中心2號工位 北斗二號G8 地球同步轉移軌道 成功[13]
18 遙十八 改進Ⅱ型 2021年7月6日
23時53分 		西昌衛星發射中心2號工位 天鏈一號05星 超同步轉移軌道 成功[14]
成功率：100%

數據統計

1
2
3
4
5
2008
2013
2018
2023
  •   成功
  •   計劃
  •   部分失利
  •   失利

遙一

2008年4月25日23時35分在西昌衛星發射中心成功發射中國首顆數據中繼衛星天鏈一號01星。此次發射是該新型火箭的首次發射，也是長征系列運載火箭的第105次飛行，使得長征系列火箭自1996年10月以來連續63次發射成功，連續成功率為世界第一位[15]。

遙十三

2016年11月22日23時24分，長三丙遙十三火箭在西昌衛星發射中心點火升空，將「天鏈一號04星」送入預定軌道，發射取得圓滿成功。這是西昌衛星發射中心的第100次發射[註 5]，2號工位第67次發射任務[註 5]，長征系列運載火箭的第241次飛行，中國運載火箭技術研究院的第160次發射。

遙十六

2019年5月17日23時48分，長三丙遙十六火箭將北斗二號G8星（補網）成功送入預定軌道，這是第45顆北斗導航衛星，屬地球靜止軌道衛星，是北斗二號工程的第四顆備份衛星。這次發射是中國運載火箭技術研究院（一院）的第200次發射，是長三丙的第17次發射。[16]

注釋

  1. ^ 遠地點35958公里，傾角28.5°
  2. ^ 200公里圓軌道，傾角28.5°
  3. ^ 軌道高度500公里
  4. ^ 那豪爾1B衛星後來轉售給奇異公司更名為GE 5，並於1998年改用阿麗亞娜4號運載火箭發射
  5. ^ 5.0 5.1 計算1992年3月22日終止的發射

資料來源

  1. ^ 劉建忠; 李聃. 长征三号丙运载火箭. 《中國航天》. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 中国运载火箭技术研究院：长征三号丙运载火箭. [2010-10-02]. （原始內容存檔於2012-06-19） （中文（中國大陸））. 
  3. ^ 长三丙改二型火箭首飞. 科技日報. 2014-10-24 [2016-06-23]. （原始內容存檔於2016-08-13）. 
  4. ^ 腾讯网：长三丙首飞成功 中国运载火箭能力真正系列化. [2010-10-08]. （原始內容存檔於2016-08-26） （中文（中國大陸））. 
  5. ^ 人民网：中国航天科技集团：第二颗北斗卫星成功发射彰显学习活动成效. [2010-10-08]. （原始內容存檔於2014-10-31） （中文（中國大陸））. 
  6. ^ 组图:中国成功发射第三颗北斗导航卫星. 中國新聞網. [2010-10-08]. （原始內容存檔於2010-04-03） （中文（中國大陸））. 
  7. ^ 中国在西昌成功发射第四颗北斗导航卫星. 中國新聞網. [2010-10-08]. （原始內容存檔於2010-06-08） （中文（中國大陸））. 
  8. ^ “长三丙”呼啸入太空 “嫦娥二号”径直奔月宫. 中國日報. [2010-10-08] （中文（中國大陸））. [永久失效連結]
  9. ^ 我国成功发射第六颗北斗导航卫星. 新華網. [2010-10-08]. （原始內容存檔於2012-06-14） （中文（中國大陸））. 
  10. ^ 福建日報. “天链一号02星”成功发射. 鳳凰網. 2011-07-13 [2011-08-20]. （原始內容存檔於2019-08-24） （中文）. 
  11. ^ 我国成功发射天链一号０４星. 新華社. 2016-11-22 [2016-11-23]. （原始內容存檔於2017-03-05） （中文（中國大陸））. 
  12. ^ 我国成功发射通信技术试验卫星三号. 新華社. 2018-12-25 [2018-12-24]. （原始內容存檔於2020-10-28） （中文（中國大陸））. 
  13. ^ 我国成功发射一颗北斗二号卫星. 新華社. 2019-05-18 [2019-05-17]. （原始內容存檔於2020-10-20） （中文（中國大陸））. 
  14. ^ 李國利、黃國暢. 我国成功发射天链一号05星. 新華社. 2021-07-07 [2021-07-07]. （原始內容存檔於2021-07-09） （中文（中國大陸））. 
  15. ^ 我国成功发射“天链一号01星” 将首次应用于神舟七号. [2016-11-27]. （原始內容存檔於2016-11-27）. 
  16. ^ 中国运载火箭技术研究院迎来第200次发射. 中國日報網. 2019-05-18 [2019-05-18]. （原始內容存檔於2019-05-22） （中文（中國大陸））. 

外部連結

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