長三甲系列火箭實現百次發射

文/姜哲 王偉童

2019年4月20日，長征三號乙運載火箭在西昌衛星發射中心將北斗導航衛星成功送入預定軌道。至此，長征三號甲系列火箭成為中國首個發射次數達到100次的單一系列運載火箭。

自1977年12月長征三號運載火箭啟動總體方案論證算起，伴隨著改革開放的40年，長三甲系列火箭不斷跨越發展、不斷創新融合、不斷開放共享，闖出了一片廣闊空間。

百次發射 鑄就金牌火箭

時光回溯到1978年9月，作為國內第一個采用低溫推進劑的運載火箭長征三號火箭迎來了研制歷程中的第一個重要節點——氫氧發動機50秒短程試車取得成功。就在幾個月前，型號總體方案論證確定火箭三子級采用氫氧發動機，伴隨著這項重大技術創新，為長三甲系列火箭的誕生打下了堅實基礎，長三甲系列火箭開啟了金牌火箭的傳奇。

長三甲系列火箭從長征三號火箭演變而來，包含長征三號甲、長征三號乙、長征三號丙三型火箭（以下簡稱長三甲、長三乙、長三丙），是現役執行高軌發射任務最多的系列火箭，承擔了以探月工程、北斗工程為代表的多項國家重大工程任務。

▲2015年12月，長征三號乙火箭發射高分四號衛星前 南勇攝

技術創新是長三甲系列火箭的優良傳統。火箭研制時期就采用了以大推力氫氧發動機、動調陀螺四軸平臺、冷氦加溫增壓和氫氣能源雙擺伺服機構為代表的上百項性能先進的新技術，服役初期的長三甲系列火箭綜合性能達到了國際一流水平。40年間，型號科研人員始終以創新引領發展，攻克了一項又一項火箭技術，將長三甲系列火箭打造成為中國航天的“金牌火箭”。

在首飛過后的25年里，長三甲系列火箭突破了一系列關鍵技術，實現了從高軌衛星轉移軌道到工作軌道發射，從地球軌道到地月軌道發射等多個跨越；邁出了我國運載火箭系列化、組合化、通用化的重要一步；實現了高軌衛星一箭雙星、高密度發射的跨越；圓滿完成了以探月工程、北斗導航工程為代表的多項國家重大科技專項任務。火箭運載能力、年發射數量、發射成功率及發射入軌精度等航天核心技術指標達到世界一流水平。

百次發射 帶動產業升級

中國航天事業的發展，離不開綜合國力的增強和基礎工業能力的提升；中國航天事業的發展，也推動了相關領域的技術進步和產業升級。正是在這樣的“你拉我拽”中，航天事業與我國的基礎工業實現了協調發展。

長三甲系列火箭就是這種發展的縮影。運載火箭研制是一項復雜的系統工程，在設計、生產、試驗等各個環節都要與各行各業發生關聯，在材料、工藝、器件、設備等領域都與我國基礎工業發展密不可分。比如在材料方面，為了提高火箭運載能力，對火箭進行結構減重是最直接而有效的方法，碳纖維復合材料的發展，使得結構減重成為可能；在工藝方面，依靠國內相關工業企業的支撐和協助，成功研制生產了我國最大的貯箱高精度全自動大型焊接設備，實現了攪拌磨擦焊技術在火箭貯箱生產中首次應用，使貯箱生產效率和產品質量得到有效保證；在設備領域，航天產品特殊的可靠性及環境適應性要求，促進了相關試驗設備的產業發展，逐漸形成了在強度、環境、可靠性檢測、環境試驗設備研制、試驗檢測系統集成等領域的典型技術能力。

“中國航天的發展是全國基礎工業協調發展的縮影。同樣，中國航天人也有責任通過軍民深度融合，成為促進國民經濟高質量發展的重要力量。”中國航天科技集團有限公司一院黨委書記李明華說。

▲“長三丙”送“嫦娥二號”探月 劉建安攝

百次發射 探索綠色動力

作為我國低溫液體火箭探索者，長征三號甲系列火箭的三子級采取液氫/液氧推進劑，做到了環保無污染。而以長征五號、長征七號為代表的新一代運載火箭在此基礎上更進一步，所用的三種主發動機均采用無毒無污染的推進技術，其中120噸液氧煤油發動機推力大、比沖高，已成為我國新一代運載火箭各個不同構型火箭共用的基礎動力裝置；50噸級液氧/液氫發動機技術在國際同類發動機中處于先進水平；8噸級膨脹循環先進上面級液氧/液氫發動機技術，可以大大提高發動機的自身可靠性，為我國首創。三型新型發動機均做到了綠色環保，使我國運載推進技術水平大幅提高的同時，也彰顯了航天科研工作者為“美麗中國”做出的不懈努力。

▲長征三號甲火箭發射瞬間

未來幾年，長征七號甲、長征八號、長征九號、新一代載人運載火箭的研制工作也將相繼展開，將完成我國運載火箭的整體更新換代，綠色無污染的環保推進劑將成為中國火箭的主流。與此同時，火箭子級回收的相關技術也在研究之中，對降低發射成本、控制落區安全、節約利用資源具有積極意義。

▲長征三號甲火箭轉運

百次發射“長征”走向世界

伴隨改革開放的40年，長三甲系列運載火箭始終堅持開放發展，積極走向國際市場，在用中國火箭技術服務世界的同時，也在國際合作中不斷提升著長三甲系列金牌火箭的綜合性能，在開放中圖發展，在合作中謀共贏，努力把“長征”火箭打造成為響當當的國際品牌，成為世界航天大家族中的一員。

從上世紀90年代開始，長三甲系列火箭在接口設計上充分考慮了與國際衛星的兼容性，實現了與美國、歐洲等國家和地區制造的衛星完全兼容，在發射、服務、技術等方面能夠滿足國內外用戶的需求。同時，依靠火箭可靠性高、履約能力強、保險費率低等優勢，在國際發射市場上占據了一席之地。據統計，截至2018年12月，長三甲系列火箭已先后承擔了20余次國際商業發射任務，為多個國家和地區發射了衛星，全部取得了圓滿成功。其中，鑫諾一號衛星的發射服務項目使長三甲系列火箭打開了歐洲市場，首次與法國合作發射通信衛星，實現了與歐洲一流國際公司的接軌。在尼日利亞衛星項目中，首次實現了整星出口，首次以在軌交付方式為國際用戶提供宇航系統集成的一攬子服務。

當前，長三甲系列火箭正借力國家“一帶一路”倡議和雙邊多邊合作機制，積極拓展航天應用領域，探索從航天制造、發射、地面到系統應用的全產業鏈的“一站式”服務，面向全球提供發射服務、整星出口、技術轉讓與培訓、地面站建設等商業航天一攬子解決方案，以更加自信、更加開放的形象，努力在國際商業航天市場的激烈競爭中搶得先機。

知識鏈接：

長征三號火箭（CZ-3）

CZ-3是由中國運載火箭技術研究院抓總研制的三級低溫液體運載火箭，是我國首個采用低溫推進劑的火箭。一、二子級由CZ-2C改進而成，其三級采用了以液氫液氧為推進劑的具有二次啟動能力的低溫發動機。一、二子級直徑3.35米，三級直徑2.25米，整流罩直徑2.6米或3.0米，全長44.6米，起飛重量205噸，起飛推力2962千牛頓。CZ-3火箭主要用于高軌道衛星發射，標準地球同步軌道運載能力1.6噸。1984年1月首次發射，共完成13次發射任務，現已退役。

長征三號甲火箭（CZ-3A）

CZ-3A長52.5米，一、二子級直徑3.35米，三子級直徑3.0米，起飛重量約243噸，主要用于發射地球同步轉移軌道衛星，運載能力約2.6噸。主要承擔了風云氣象衛星、北斗導航衛星和我國首顆月球探測器“嫦娥一號”的發射任務，自1994年2月8日首次發射成功以來，至今發射成功率為100%。

長征三號乙火箭（CZ-3B）

CZ-3B是以CZ-3A為芯級，在其一子級上捆綁了四枚2.25米直徑的助推器，起飛重量約456噸，地球同步轉移軌道運載能力為5.5噸，具有高軌道大推力運載能力。主要發射地球同步轉移軌道衛星，也可進行一箭多星發射或其它軌道衛星的發射。

CZ-3B是我國北斗導航工程衛星組網，以及國際商業衛星發射服務的主力火箭，主要承擔了委星1號、巴星1R、尼星1R、W3C等通信衛星和嫦娥三號月球探測器的發射任務。

長征三號丙火箭（CZ-3C）

CZ-3C是在CZ-3B基礎上取消了兩枚助推器而設計形成，起飛重量約367噸，地球同步轉移軌道運載能力為3.9噸。主要用于發射地球同步轉移軌道衛星。2008年4月25日首飛成功，主要承擔了天鏈一號衛星、北斗導航衛星和嫦娥二號月球探測器等發射任務。