长三甲系列火箭实现百次发射

文/姜哲 王伟童

2019年4月20日，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心将北斗导航卫星成功送入预定轨道。至此，长征三号甲系列火箭成为中国首个发射次数达到100次的单一系列运载火箭。

自1977年12月长征三号运载火箭启动总体方案论证算起，伴随着改革开放的40年，长三甲系列火箭不断跨越发展、不断创新融合、不断开放共享，闯出了一片广阔空间。

百次发射 铸就金牌火箭

时光回溯到1978年9月，作为国内第一个采用低温推进剂的运载火箭长征三号火箭迎来了研制历程中的第一个重要节点——氢氧发动机50秒短程试车取得成功。就在几个月前，型号总体方案论证确定火箭三子级采用氢氧发动机，伴随着这项重大技术创新，为长三甲系列火箭的诞生打下了坚实基础，长三甲系列火箭开启了金牌火箭的传奇。

长三甲系列火箭从长征三号火箭演变而来，包含长征三号甲、长征三号乙、长征三号丙三型火箭（以下简称长三甲、长三乙、长三丙），是现役执行高轨发射任务最多的系列火箭，承担了以探月工程、北斗工程为代表的多项国家重大工程任务。

▲2015年12月，长征三号乙火箭发射高分四号卫星前 南勇摄

技术创新是长三甲系列火箭的优良传统。火箭研制时期就采用了以大推力氢氧发动机、动调陀螺四轴平台、冷氦加温增压和氢气能源双摆伺服机构为代表的上百项性能先进的新技术，服役初期的长三甲系列火箭综合性能达到了国际一流水平。40年间，型号科研人员始终以创新引领发展，攻克了一项又一项火箭技术，将长三甲系列火箭打造成为中国航天的“金牌火箭”。

在首飞过后的25年里，长三甲系列火箭突破了一系列关键技术，实现了从高轨卫星转移轨道到工作轨道发射，从地球轨道到地月轨道发射等多个跨越；迈出了我国运载火箭系列化、组合化、通用化的重要一步；实现了高轨卫星一箭双星、高密度发射的跨越；圆满完成了以探月工程、北斗导航工程为代表的多项国家重大科技专项任务。火箭运载能力、年发射数量、发射成功率及发射入轨精度等航天核心技术指标达到世界一流水平。

百次发射 带动产业升级

中国航天事业的发展，离不开综合国力的增强和基础工业能力的提升；中国航天事业的发展，也推动了相关领域的技术进步和产业升级。正是在这样的“你拉我拽”中，航天事业与我国的基础工业实现了协调发展。

长三甲系列火箭就是这种发展的缩影。运载火箭研制是一项复杂的系统工程，在设计、生产、试验等各个环节都要与各行各业发生关联，在材料、工艺、器件、设备等领域都与我国基础工业发展密不可分。比如在材料方面，为了提高火箭运载能力，对火箭进行结构减重是最直接而有效的方法，碳纤维复合材料的发展，使得结构减重成为可能；在工艺方面，依靠国内相关工业企业的支撑和协助，成功研制生产了我国最大的贮箱高精度全自动大型焊接设备，实现了搅拌磨擦焊技术在火箭贮箱生产中首次应用，使贮箱生产效率和产品质量得到有效保证；在设备领域，航天产品特殊的可靠性及环境适应性要求，促进了相关试验设备的产业发展，逐渐形成了在强度、环境、可靠性检测、环境试验设备研制、试验检测系统集成等领域的典型技术能力。

“中国航天的发展是全国基础工业协调发展的缩影。同样，中国航天人也有责任通过军民深度融合，成为促进国民经济高质量发展的重要力量。”中国航天科技集团有限公司一院党委书记李明华说。

▲“长三丙”送“嫦娥二号”探月 刘建安摄

百次发射 探索绿色动力

作为我国低温液体火箭探索者，长征三号甲系列火箭的三子级采取液氢/液氧推进剂，做到了环保无污染。而以长征五号、长征七号为代表的新一代运载火箭在此基础上更进一步，所用的三种主发动机均采用无毒无污染的推进技术，其中120吨液氧煤油发动机推力大、比冲高，已成为我国新一代运载火箭各个不同构型火箭共用的基础动力装置；50吨级液氧/液氢发动机技术在国际同类发动机中处于先进水平；8吨级膨胀循环先进上面级液氧/液氢发动机技术，可以大大提高发动机的自身可靠性，为我国首创。三型新型发动机均做到了绿色环保，使我国运载推进技术水平大幅提高的同时，也彰显了航天科研工作者为“美丽中国”做出的不懈努力。

▲长征三号甲火箭发射瞬间

未来几年，长征七号甲、长征八号、长征九号、新一代载人运载火箭的研制工作也将相继展开，将完成我国运载火箭的整体更新换代，绿色无污染的环保推进剂将成为中国火箭的主流。与此同时，火箭子级回收的相关技术也在研究之中，对降低发射成本、控制落区安全、节约利用资源具有积极意义。

▲长征三号甲火箭转运

百次发射“长征”走向世界

伴随改革开放的40年，长三甲系列运载火箭始终坚持开放发展，积极走向国际市场，在用中国火箭技术服务世界的同时，也在国际合作中不断提升着长三甲系列金牌火箭的综合性能，在开放中图发展，在合作中谋共赢，努力把“长征”火箭打造成为响当当的国际品牌，成为世界航天大家族中的一员。

从上世纪90年代开始，长三甲系列火箭在接口设计上充分考虑了与国际卫星的兼容性，实现了与美国、欧洲等国家和地区制造的卫星完全兼容，在发射、服务、技术等方面能够满足国内外用户的需求。同时，依靠火箭可靠性高、履约能力强、保险费率低等优势，在国际发射市场上占据了一席之地。据统计，截至2018年12月，长三甲系列火箭已先后承担了20余次国际商业发射任务，为多个国家和地区发射了卫星，全部取得了圆满成功。其中，鑫诺一号卫星的发射服务项目使长三甲系列火箭打开了欧洲市场，首次与法国合作发射通信卫星，实现了与欧洲一流国际公司的接轨。在尼日利亚卫星项目中，首次实现了整星出口，首次以在轨交付方式为国际用户提供宇航系统集成的一揽子服务。

当前，长三甲系列火箭正借力国家“一带一路”倡议和双边多边合作机制，积极拓展航天应用领域，探索从航天制造、发射、地面到系统应用的全产业链的“一站式”服务，面向全球提供发射服务、整星出口、技术转让与培训、地面站建设等商业航天一揽子解决方案，以更加自信、更加开放的形象，努力在国际商业航天市场的激烈竞争中抢得先机。

知识链接：

长征三号火箭（CZ-3）

CZ-3是由中国运载火箭技术研究院抓总研制的三级低温液体运载火箭，是我国首个采用低温推进剂的火箭。一、二子级由CZ-2C改进而成，其三级采用了以液氢液氧为推进剂的具有二次启动能力的低温发动机。一、二子级直径3.35米，三级直径2.25米，整流罩直径2.6米或3.0米，全长44.6米，起飞重量205吨，起飞推力2962千牛顿。CZ-3火箭主要用于高轨道卫星发射，标准地球同步轨道运载能力1.6吨。1984年1月首次发射，共完成13次发射任务，现已退役。

长征三号甲火箭（CZ-3A）

CZ-3A长52.5米，一、二子级直径3.35米，三子级直径3.0米，起飞重量约243吨，主要用于发射地球同步转移轨道卫星，运载能力约2.6吨。主要承担了风云气象卫星、北斗导航卫星和我国首颗月球探测器“嫦娥一号”的发射任务，自1994年2月8日首次发射成功以来，至今发射成功率为100%。

长征三号乙火箭（CZ-3B）

CZ-3B是以CZ-3A为芯级，在其一子级上捆绑了四枚2.25米直径的助推器，起飞重量约456吨，地球同步转移轨道运载能力为5.5吨，具有高轨道大推力运载能力。主要发射地球同步转移轨道卫星，也可进行一箭多星发射或其它轨道卫星的发射。

CZ-3B是我国北斗导航工程卫星组网，以及国际商业卫星发射服务的主力火箭，主要承担了委星1号、巴星1R、尼星1R、W3C等通信卫星和嫦娥三号月球探测器的发射任务。

长征三号丙火箭（CZ-3C）

CZ-3C是在CZ-3B基础上取消了两枚助推器而设计形成，起飞重量约367吨，地球同步转移轨道运载能力为3.9吨。主要用于发射地球同步转移轨道卫星。2008年4月25日首飞成功，主要承担了天链一号卫星、北斗导航卫星和嫦娥二号月球探测器等发射任务。