長征四號乙

長征四號乙

長征四號乙(代號:CZ-4B)是中國航天科技集團公司所屬上海航天技術研究院抓總研製的一型三級常溫液體運載火箭,主要用於發射太陽同步軌道對地觀察套用衛星。

長征四號乙是在長征四號甲基礎上研製的運載能力更大的火箭,該火箭1989年2月啟動研製,1999年5月10日長征四號乙首次發射成功,將“風雲一號C”和“實踐五號”衛星送入預定軌道。截至2021年11月20日,長征四號乙火箭共成功發射42次,將40多顆中國國內外衛星送入預定軌道。

長征四號乙火箭的“一箭多星”發射技術,提高了運載能力,能滿足一箭多星發射和小衛星搭載服務,為中國拓展商業空間發射市場提供支撐。

台北時間2023年4月16日9時36分,中國在酒泉衛星發射中心使用長征四號乙運載火箭,成功將風雲三號07星發射升空,衛星進入預定軌道,發射任務獲得成功。

基本介紹

  • 中文名:長征四號乙
  • 外文名:Long March 4B
  • 火箭類型:三級常溫液體運載火箭
  • 火箭代號:CZ-4B/LM-4B
  • 前型/級長征三號
  • 次型/級長征五號
  • 國家:中國
  • 設計單位上海航天技術研究院
  • 火箭全長:45.576米
  • 起飛質量:249.2噸
  • 運載能力:太陽同步軌道1.9噸(SSO)
  • 火箭現狀:在役
研製歷程,歷史背景,研製進程,系統組成,總體設計,動力系統,技術改進,設計參數,發射動態,發射記錄,發射任務,所獲榮譽,榮譽獎勵,文化特色,總體評價,

研製歷程

歷史背景

長征四號系列運載火箭由中國航天科技集團有限公司上海航天技術研究院抓總研製,包括長征四號甲、長征四號乙和長征四號丙三個型號,均為常溫液體推進劑三級運載火箭。其中長征四號甲火箭於1988年9月首飛成功,在完成了兩次發射任務後,於1991年起停止使用。
隨後,上海航天技術研究院根據中國國家空間計畫,著眼滿足發射尺寸和質量更大衛星的需要,在長征四號甲火箭的基礎上改進設計、啟動研製長征四號乙火箭。

研製進程

1989年2月,原航天工業部發文,同意用長征四號甲火箭經過適應性改進後用於發射“資源一號”衛星。改進型火箭(即後來的長征四號乙)啟動研製。
長征四號乙
長征四號乙運載火箭
1993年9月,原航天工業總公司下達火箭研製投產計畫,並將改進型火箭正式命名為長征四號乙(代號:CZ-4B)火箭。
1999年5月10日,長征四號乙火箭在太原衛星發射中心首飛成功,將“風雲一號C”和“實踐五號”衛星送入預定軌道。該次成功發射與“中國國慶50周年”、“澳門回歸”一起,被作為中國20世紀最後一年的三件大事鐫刻於北京中華世紀壇

系統組成

總體設計

長征四號乙火箭是在長征四號甲基礎上發展的一種運載能力更大的運載火箭,與長征四號甲相比的主要改進:
1、新研製一個大直徑(內徑3.0米)的衛星整流罩;
2、為適應衛星對接尺寸需要,調整了三子級儀器艙的高度;
3、控制系統用的程式配電器,由機電式改為電子式,以提高傳送時序指令的時間精度;
4、控制、遙測、跟蹤測量、安全自毀系統的儀器和電纜網實施小型化與輕量化,減小質量、提高運載能力、方便操作;
5、二子級火箭發動機採用高空噴管方案,以提高比沖性能;
6、二子級火箭增加推進劑利用系統,以減少安全餘量,提高運載能力;
7、控制系統採用小型化的陀螺平台,大幅度減輕了結構質量;
8、三子級火箭上設定了剩餘推進劑排放系統。

動力系統

長征四號乙火箭起飛質量為247噸,火箭起飛推力為302.244噸。
第一級火箭燃料為四氧化二氮+偏二甲肼;
第二級火箭燃料為四氧化二氮+偏二甲肼;
第三級火箭燃料為四氧化二氮+偏二甲肼。

技術改進

整流罩
長征四號乙
長征四號乙待發
長征四號乙為適應不同衛星新研製了三種直徑旋轉分離整流罩;二級主發動機提高比沖,動力系統提高可靠性;採用基於VXI體制的遠距離一體化測發系統。
長征四號乙運載火箭還特別能適應“高空風”,該火箭配置了特殊整流罩,採用高空風被動減載技術,減小高空風引起的附載入荷,增強了火箭對風場的適應能力。
系統升級
長征四號乙還更新了多項技術狀態,包括動力系統、控制系統、遙測系統、外安系統都進行了升級改進,同時測發流程也從當時的25天最佳化精簡至18天。
格柵舵
長征四號乙火箭後期改進加裝的柵格舵,是一種高效的新型氣動穩定和控制舵面,具有很好的升力特性。該裝置緊貼箭體摺疊安裝,使用時再展開,不影響主任務飛行,能大幅改善落區安全環境,為後續垂直起降重複使用運載火箭的研製奠定堅實的基礎。由於採用精準落區控制技術,選用偏航機動的方法,最佳化火箭各級飛行段方向,大幅提高落區安全性,使火箭子級落區範圍縮小85%以上。
長征四號乙
長征四號乙在測試

設計參數

長征四號乙設計參數
中文名稱
長征四號乙
火箭代號
CZ-4B
子級數量
3
全箭全長
45.6米
箭體直徑
一、二級3.35米,
三級2.9米
推進劑
偏二甲肼、
四氧化二氮
起飛質量
250噸
起飛推力
2961.6千牛
運載能力
700千米太陽同步軌道1900千克
首次發射
1999年5月10日

發射動態

發射記錄

長征四號乙發射記錄
序號
起飛時間
運載火箭
發射場
載荷
軌道
結果
1
1999.05.10
CZ-4B Y2
太原
風雲一號C/實踐五號
SSO
成功
2
1999.10.14
CZ-4B Y1
太原
中巴資源一號01星/SACI
SSO
成功
3
2000.09.01
CZ-4B Y3
太原
資源二號01星
SSO
成功
4
2002.05.15
CZ-4B Y5
太原
風雲一號D/海洋一號A
SSO
成功
5
2002.10.27
CZ-4B Y6
太原
資源二號02星
SSO
成功
6
2003.10.21
CZ-4B Y4
太原
中巴資源一號02星/創新一號
SSO
成功
7
2004.09.09
CZ-4B Y7
太原
實踐六號01組A/B
SSO
成功
8
2004.11.06
CZ-4B Y8①
太原
資源二號03星
SSO
成功
9
2006.10.24
CZ-4B Y16
太原
實踐六號02組A/B
SSO
成功
10
2007.09.19
CZ-4B Y17
太原
中巴資源一號02B
SSO
成功
11
2008.10.25
CZ-4B Y22
太原
實踐六號03組A/B
SSO
成功
12
2008.12.15
CZ-4B Y20
太原
遙感衛星五號
SSO
成功
13
2010.10.06
CZ-4B Y23
太原
實踐六號04組A/B
SSO
成功
14
2011.08.16
CZ-4B Y14
太原
海洋二號A
SSO
成功
15
2011.11.09
CZ-4B Y21
太原
遙感衛星十二號/天巡一號
SSO
成功
16
2011.12.22
CZ-4B Y15
太原
資源一號02C
SSO
成功
17
2012.01.09
CZ-4B Y26
太原
資源三號/盧森堡Vesselsat-2
SSO
成功
18
2012.05.10
CZ-4B Y12
太原
遙感衛星十四號/天拓一號
SSO
成功
19
2013.10.25
CZ-4B Y25
酒泉
實踐十六號
LEO
成功
20
2013.12.09
CZ-4B Y10
太原
中巴資源一號03星
SSO
失敗②
21
2014.08.19
CZ-4B Y27
太原
高分二號/波蘭小衛星
SSO
成功
22
2014.09.08
CZ-4B Y28
太原
SSO
成功
23
2014.12.07
CZ-4B Y32
太原
中巴資源一號04星
SSO
成功
24
2014.12.27
CZ-4B Y29
太原
SSO
成功
25
2015.06.26
CZ-4B Y30
太原
高分八號
SSO
成功
26
2015.11.08
CZ-4B Y24
太原
遙感衛星二十八號
SSO
成功
27
2016.05.30
CZ-4B Y33
太原
資源三號02星/2顆烏拉圭小衛星
SSO
成功
28
2016.06.29
CZ-4B Y35
酒泉
實踐16號02星
SSO
成功
29
2017.06.15
CZ-4B Y31
酒泉
硬X射線調製望遠鏡衛星“慧眼”、歐比特公司“珠海一號”遙感微納衛星、星座A/B星(歐比特視頻衛星-1A/1B)、阿根廷ÑuSat-3小衛星
LEO
成功
30
2018.07.31
CZ-4B Y37
太原
SSO
成功
31
2018.10.25
CZ-4B Y34
太原
海洋二號B衛星、阿里巴巴“糖果罐”號迷你空間站微小衛星③
SSO
成功
32
2019.04.30
CZ-4B Y36
太原
SSO
成功
33
2019.09.12
CZ-4B Y39
太原
資源一號02D衛星、“京師一號”衛星(首顆極地觀測小衛星)、埃依斯金牛座納星
SSO
成功
34
2019.11.03
CZ-4B Y38
太原
高分七號立體測繪衛星、巔峰號衛星(瀟湘一號08星)、(天儀十五號)、“黃埔一號”先導驗證載荷(精緻高分試驗衛星)、蘇丹科學實驗衛星一號
SSO
成功
35
2019.12.20
CZ-4B Y44
太原
中巴地球資源04A星、衣索比亞微小衛星、天琴一號、玉衡號、順天號、天雁01和02、未來號1R和巴西1U小衛星
SSO
成功
36
2020.7.3
CZ-4B Y43
太原
高解析度多模綜合成像衛星(高分多模衛星)和“西柏坡號”科普衛星
SSO
成功
37
2020.7.25
CZ-4B Y45
太原
SSO
成功
38
2020.09.27
CZ-4B Y42
太原
環境減災二號A、B星
SSO
成功
39
2021.04.09
CZ-4B Y49
太原
-
成功
40
2021.05.19
CZ-4B Y48
酒泉
海洋二號D星
-
成功
41
2021.08.19
CZ-4B Y50
太原
天繪二號02組衛星
-
成功
42
2021.11.20
CZ-4B Y
太原
-
成功
43
2021.12.10
CZ-4B Y47
酒泉
實踐六號05組衛星
-
成功
44
2022.08.04
CZ-4B Y40
太原
陸地生態系統碳監測衛星以及搭載的交通四號衛星和閔行少年星
-
成功
45
2022.12.27
CZ-4B Y55
太原
高分十一號04星
-
成功
46
2023.04.16
CZ-4B Y51
酒泉
風雲三號G星
-
成功
備註:
①、長征四號乙遙九(CZ-4B Y9)的三級發動機採用了二次啟動技術YF-40A,火箭的代號變更為長征四號丙遙一(CZ-4C Y1)。
②、2013年12月9日,中國在太原衛星發射中心用長征四號乙遙十(CZ-4B Y10)火箭發射中國與巴西合作研製的資源一號03星,由於火箭三級發動機管道堵塞,提前11秒關機,關機時火箭飛行速度僅有7.1千米/秒,衛星未能入軌。半小時後,火箭第三級和衛星在南極洲南冰洋上空再入大氣層燒毀,該次發射失利。
③、迷你空間站並不是供太空人生活的大型空間站,而是一種新型無人太空設備。迷你空間站搭載的是運載火箭末子級試驗平台。該平台是將原先運載火箭星箭分離後拋棄的末端平台進行改造,加裝電源系統、測控通信系統、導航定位系統、控制管理系統等模組後改造成試驗平台。原來運載火箭末子級在星箭分離、軌道鈍化後完全不受控,可以在太空滯留10年以上,最終成為太空垃圾。經過改進後的火箭末子級變廢為寶。實現了運載火箭末子級再開發利用。(屬於一種新型的微小衛星)

發射任務

2019年11月3日,長征四號乙運載火箭成功發射,將衛星送入預定軌道,此次發射任務還成功實施了基於柵格舵系統的一子級落區控制飛行演示驗證,可對一子級返回段的姿態和落區位置進行主動控制,達到落區範圍縮小85%以上的目的。
2020年9月7日,長征四號乙運載火箭在太原衛星發射中心成功發射,將高分十一號02星送入預定軌道。
2021年8月19日6時32分,長征四號乙遙五十運載火箭在太原衛星發射中心點火升空,成功將天繪二號02組衛星送入預定軌道,發射任務取得成功,星箭均由中國航天科技集團八院抓總研製。
2021年12月10日8時11分,長征四號乙運載火箭在酒泉衛星發射中心點火升空,成功將實踐六號05組衛星送入預定軌道,發射任務取得成功。
台北時間2022年8月4日11時08分,中國在太原衛星發射中心使用長征四號乙遙四十運載火箭,成功將陸地生態系統碳監測衛星以及搭載的交通四號衛星和閔行少年星送入預定軌道,發射任務獲得成功。
台北時間2022年12月27日15時37分,中國在太原衛星發射中心使用長征四號乙運載火箭,成功將高分十一號04星發射升空,衛星進入預定軌道,發射任務獲得成功。
台北時間2023年4月16日9時36分,中國在酒泉衛星發射中心使用長征四號乙運載火箭,成功將風雲三號07星發射升空,衛星進入預定軌道,發射任務獲得成功。

所獲榮譽

榮譽獎勵

2001年,長征四號乙運載火箭獲得中國國防科技一等獎和中國國家科技進步二等獎。
2009年1月,長征四號乙/丙運載火箭被中國航天科技集團公司授予“金牌火箭”稱號。

文化特色

長征四號乙火箭發射任務徽章
長征四號乙
長征四號乙遙四十五
長征四號乙
長征四號乙遙四十三
長征四號乙
長征四號乙遙四十六
長征四號乙
長征四號乙遙四十一
長征四號乙
長征四號乙遙四十
長征四號乙
長征四號乙遙五十一
長征四號乙
長征四號乙遙五十五
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總體評價

長征四號乙運載火箭具備發射多種類型、不同軌道要求衛星的能力,可實施一箭單星或多星發射,其太陽同步圓軌道運載能力可達2.5噸(軌道高度700千米)。該火箭採用的“一箭多星”發射技術,既是運載火箭技術水平的體現,也是降低火箭發射成本的重要途徑之一。在多星發射技術領域,長征四號乙火箭積累了許多成功經驗,未來還有較大的發展空間。火箭研製方對長征四號乙進行運載能力挖潛,進一步提高該火箭的運載能力,將能為更多空間發射提供一箭多星發射和小衛星搭載服務,為中國拓展商業空間發射市場提供支撐。(《上海航天》 評
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