長征三號甲運載火箭

長征三號甲運載火箭(CZ-3A)，是一枚大型三級液體推進劑火箭，也是我國同步軌道運載火箭的基本型。它主要用於發射地球同步轉移軌道有效載荷，也可執行低軌道、太陽同步軌道和極地軌道任務。長征三甲火箭繼承了長征三號的成熟技術，採用了改進的液氫液氧第三級，其同步轉移軌道的運載能力達到2650千克。由於擁有更靈活先進的控制系統，長三甲運載火箭可以在星箭分離前對有效載荷進行大姿態調姿定向，並提供可調整的衛星起旋速率，因而具有很強的適應性。長征三號甲運載火箭在1994年11月至今的25次發射全部成功。

長三甲系列火箭承擔了中國航天現時期所有高軌道發射任務，火箭的技術性能、發射頻率、年發射量及高達98%的發射成功率都處於世界領先水平。該系列火箭與“嫦娥工程”、“太空擺渡車”、“北斗衛星”、“風雲衛星”等中國航天大事件緊密相連。

基本介紹

• 中文名：長征三號甲運載火箭
• 外文名：CZ-3A
• 所屬國家：中華人民共和國
• 研製單位：中國運載火箭技術研究院
• 火箭級數：三級

簡介

長征三號甲運載火箭是在長征3號的基礎上改進而成。火箭全長52.52米，火箭直徑、整流罩均超過長征三號。長征三號甲同樣是三級液體助推火箭，一、二級為常規燃料，第三級為液氫液氧燃料。第三級把直徑由2.25米增大到了3米，並增加貯箱長度，推進劑由8.2噸增加到17.6噸。整個起飛重量244噸，起飛推力300噸，其同步轉移軌道的運載能力由原來的1.4噸提高到2.6噸，具有一箭多星和適應多種軌道衛星發射要求的能力。

1994年11月30日，長征三號甲把中國新一代通信衛星東方紅3號發射升空。長征三號甲不僅適用於各種大、小衛星發射的需要，繼承了長征三號運載火箭的成熟技術，採用了改進的液氫液氧第三級，其地球同步轉移軌道(GTO)的運載能力有了很大的提高。由於擁有更靈活先進的控制系統，長征三號甲運載火箭可以在星箭分離前對有效載荷進行大姿態調姿定向，並提供可調整的衛星起旋速率，因而具有很強的適應性。長征三號甲運載火箭為我國下一步研製的長征三號乙運載火箭(CZ-3B)及長征三號丙運載火箭(CZ-3C)創造了條件，成為我國GTO運載火箭的基本型。其中長征三號丙火箭的地球同步轉移軌道運載能力可達到3.8噸。

長征三號甲運載火箭主要用於發射地球同步軌道有效載荷，同時兼顧低軌道(LEO)、太陽同步軌道(SSO)等其它軌道有效載荷的發射，也可進行一箭雙星或多星的發射。一子級和二子級使用偏二甲肼(UDMH)和四氧化二氮(N₂O₄)作為推進劑，三子級則使用效能更高的液氫(LH₂)和液氧(LOX)。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。

主要有六個系統：1.箭體結構，是火箭的主體。2.控制系統，是火箭的大腦。由計算機、平台、分離機構等組成，由設計師事先設計好發射程式。3.動力系統，由發動機、燃料箱等組成，是火箭的動力源。4.遙測系統，是將工作參數和監測數據由無線電傳回地面的系統。5.外側安全系統，是火箭出現故障，地面無法操縱火箭的時候，進行空中自毀的系統。6.低溫推進劑利用系統，是合理調控燃料混合比，有效利用燃料的系統。

長征三號甲運載火箭在1994年2月8日首次試驗飛行，成功發射了兩顆實驗衛星。之後，連續23次發射完全成功，發射成功率達到100%。

長三甲系列火箭在2011年至2013年期間共完成26次發射，年發射次數分別是8次、9次、9次。姜傑說，伴隨中國航天事業整體發展，長三甲系列還將承擔更多的發射任務，後續五年年均發射當量在10次左右。

2016年長征三號甲運載火箭，成功將第22顆北斗導航衛星送入太空。

技術參數

參數	一子級	二子級	三子級
推進劑	N2O4/UDMH	N2O4/UDMH	LOX/LH2
發動機型號	DaFY6-2	DaFY20-1 （主機）DaFY21-1（遊動發動機）	YF-75
推力 (kN)	2961.6	742 （主機）11.8 * 4 （遊動發動機）	78.5 * 2
發動機比沖 (N*s/kg)	2556.2	2922.57 （主機）2910.5 （遊動發動機）	4312
箭體直徑	3.35 m	3.35 m	3.00 m
箭體長度	26.972 m	7.826 m	8.835 m
整流罩直徑	3.35 m
整流罩長度	8.887 m
火箭全長	52.52 m
起飛質量	239.87 ton

火箭結構

一子級

一子級長26.972米，上部是裝有液體四氧化二氮(N₂O₄)的氧化劑箱，下部是裝有液體偏二甲肼(UDMH)的燃燒劑箱。一子級裝配有DaFY6-2型發動機，該發動機是由四台推力為75噸的液體N₂O₄/UDMH發動機並聯而成。每台DaFY6-2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。

二子級

二子級長7.826米，上部是裝有液體四氧化二氮(N₂O₄)的氧化劑箱，下部是裝有液體偏二甲肼(UDMH) 的燃燒劑箱。二子級裝配有75噸推力的DaFY20-1型發動機（主發動機）和帶四個小噴管、推力為4.8噸的遊動發動機DaFY21-1。主發動機噴管固定不動，遊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。

三子級

三子級長8.835米，上部是裝有液氫(LH₂)的燃燒劑箱，下部是裝有液氧(LOX)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。

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。長征三號甲火箭的衛星整流罩由端頭帽、前錐段、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。前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，無線電透波視窗和操作視窗可以在柱段和前錐段上開口。長三甲火箭整流罩長8.887米，最大外直徑3.35米，其靜包絡最大直徑為3.0米。

星箭對接

長征三號甲火箭可以提供多種機械接口，但一般來說，提供標準的937 B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。

運載能力

長征三號甲火箭的標準地球同步轉移軌道(GTO)運載能力為2.65噸。標準的GTO參數及入軌精度如下表所列：

參數	標準GTO軌道參數	入軌精度（1σ）
近地點高度	200 km	±10 km
遠地點高度	35786 km	半長軸 ±40 km
軌道傾角	28.5°	±0.07°
近地點幅角	179.6°	±0.2°

標準GTO參數表示的是在衛星與火箭分離時刻衛星所處軌道的參數。用戶可以根據衛星的需要以及火箭運載能力選擇不同的軌道。如果運載能力有剩餘，長征三號甲火箭可以將衛星送入一個低傾角的軌道或是一個超同步轉移軌道，這樣的話，衛星的在軌道壽命可以得到延長。

飛行時序

任務描述

長征三號甲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，長征三號甲火箭的一、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

事件	飛行時間（秒）
一子級點火	-3
起飛	0.00
程式轉彎	12.0
一子級/二子級分離	147.928
整流罩拋罩	236.928
二子級/三子級分離和三子級發動機點火	264.278
三子級發動機一次關機	617.299
三子級發動機二次點火	1252.513
三子級發動機二次關機	1374.440
衛星/三子級分離	1474.440

發射場操作

長征三號甲火箭在西昌衛星發射中心（XSLC）進行發射。火箭會被裝載在火車上從北京運往四川省的西昌，在西昌衛星發射中心的技術中心和發射中心進行各種測試和操作活動，包括在技術中心的四次總檢查、火箭由技術中心轉運到發射中心、火箭各子級在發射中心起豎對接、在發射中心的四次總檢查、衛星/火箭聯合操作、火箭加注、以及最後發射倒計時，等等。

發射記錄

長征三號甲運載火箭在1994年2月8日首次發射，成功發射了兩顆實驗衛星。它之後連續五次成功地發射了五顆GTO通訊衛星。長征三號甲運載火箭的所有發射完全成功，發射成功率達到100%。

序	起飛時	運載火箭	發射場	工位	軌道	載荷	結果	備註
1	1994.2.8	CZ-3A Y1	西昌	2號	GTO	夸父一號/實踐四號	成功
2	1994.11.30	CZ-3A Y2	西昌	2號	GTO	東方紅三號	成功
3	1997.5.12	CZ-3A Y3	西昌	2號	GTO	東方紅三號	成功
4	2000.1.26	CZ-3A Y4	西昌	2號	GTO	中星22	成功
5	2000.10.31	CZ-3A Y5	西昌	2號	GTO	北斗1A	成功
6	2000.12.21	CZ-3A Y6	西昌	2號	GTO	北斗1B	成功
7	2003.5.25	CZ-3A Y7	西昌	2號	GTO	北斗1C	成功
8	2003.11.15	CZ-3A Y8	西昌	2號	GTO	中星20	成功
9	2004.10.19	CZ-3A Y9	西昌	2號	GTO	風雲二號C	成功
10	2006.9.13	CZ-3A Y10	西昌	2號	GTO	中星22A	成功
11	2006.12.8	CZ-3A Y11	西昌	2號	GTO	風雲二號D	成功
12	2007.2.3	CZ-3A Y12	西昌	2號	GTO	北斗1D	成功
13	2007.4.14	CZ-3A Y13	西昌	3號	MEO	北斗2-M1	成功
14	2007.6.1	CZ-3A Y15	西昌	3號	GTO	鑫諾三號	成功
15	2007.10.24	CZ-3A Y14	西昌	3號	GTO	嫦娥一號	成功	我國首顆探月衛星
16	2008.12.23	CZ-3A Y20	西昌	3號	GTO	風雲二號E	成功
17	2010.8.1	CZ-3A Y16	西昌	3號	IGSO	北斗2-I1	成功
18	2010.11.25	CZ-3A Y21	西昌	3號	GTO	中星20A	成功
19	2010.12.18	CZ-3A Y18	西昌	3號	IGSO	北斗2-I2	成功
20	2011.4.10	CZ-3A Y19	西昌	3號	IGSO	北斗2-I3	成功
21	2011.7.27	CZ-3A Y17	西昌	3號	IGSO	北斗2-I4	成功
22	2011.12.2	CZ-3A Y23	西昌	3號	IGSO	北斗2-I5	成功
23	2012.1.13	CZ-3A Y22	西昌	3號	GTO	風雲二號F	成功
24	2014.12.31	CZ-3A Y24	西昌	2號	GEO	風雲二號08星	成功	3號工位改造，在2號工位發射
25	2016.3.30	CZ-3A Y26	西昌	2號	IGSO	北斗2-I6	成功
26	2018.6.5	CZ-3A Y25	西昌	2號	GTO	風雲二號H星^7	成功
27	2018.7.10	CZ-3A Y27	西昌	2號	IGSO	北斗2-I7	成功