長征四號(20世紀80年代中國研製的三級液體運載火箭)

長征四號（代號：CZ-4）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規液體運載火箭。

長征四號系列運載火箭由風暴一號（FB-1）、長征四號（CZ-4）、長征四號甲（CZ-4A）、長征四號乙（CZ-4B）和長征四號丙（CZ-4C）組成。長征四號火箭一、二、三級均採用常規推進劑，主要用於發射太陽同步軌道衛星。長征四號於1979年開始研製，1988年9月7日首次發射成功地將中國第一顆試驗氣象衛星“風雲一號”送入太陽同步軌道。

長征四號運載火箭是中國長征系列運載火箭中用於發射太陽同步軌道和極地軌道各種套用衛星的主要運載工具，具有用途廣泛、經濟性好等特點。

基本介紹

• 中文名：長征四號
• 外文名：Long March 4
• 火箭類型：三級常規液體燃料運載火箭
• 火箭代號：CZ-4/LM-4
• 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：41.90米
• 起飛質量：241噸
• 運載能力：太陽同步軌道1.5噸
• 總設計師：孫敬良 

研製歷程

歷史背景

1969年8月14日，國務院總理周恩來指示：上海不僅可以搞飛彈，也可以搞火箭和衛星，還可以搞洲際飛彈。根據周總理的指示精神，同年10月31日，中共中央、國務院、中央軍委向上海下達了“701工程”任務，任務中主要包括由上海抓總研製火箭和衛星。火箭命名為風暴一號。

風暴一號

1969年8月，風暴一號開始研製，曾研製過三種狀態的火箭，1982年停止使用。

1975年3月31日，中國將發展衛星通信工程正式列入國家計畫，並命名為“331工程”。

“331工程”以長征三號火箭為主，並由當時的上海航天局研製一型常溫推進劑三級運載火箭作為備份方案，命名為“新長征三號”。隨後更名為長征四號。研製過程中，上級明確要求長征四號還應承擔氣象衛星、技術試驗衛星、“資源”衛星等發射任務。

研發進程

1979年，上海航天技術研究院在風暴一號的基礎上開始預先研製用於發射地球同步軌道衛星的三級常規液體運載火箭長征四號，作為發射地球同步轉移軌道通信衛星的備用方案。後因故停止預研計畫。

長征四號系列火箭

1982年，重新開始長征四號的可行性研究。

1983年，長征四號開始工程研製。最初，長征四號運載火箭是發射中國通信衛星的長征三號運載火箭的備份火箭。

1984年4月8日，長征三號成功發射東方紅二號通信衛星。隨後，長征四號調整研製規劃和發射目標，轉而用於發射太陽同步軌道衛星。

1988年9月7日，長征四號火箭成功地將中國第一顆試驗氣象衛星——風雲一號氣象衛星送入太陽同步軌道。

1990年9月3日，長征四號火箭第二次發射，把中國第二顆風雲一號氣象衛星和搭載的兩顆用於探測高空大氣物理參數的大氣一號地球衛星送入預定的太陽同步軌道。

系統組成

總體設計

長征四號運載火箭是在改進長征三號火箭一、二級的基礎上、新研製第三級而發展起來的，火箭各級全部使用四氧化二氮和偏二甲阱常溫推進劑，技術上成熟，且具有較好的繼承性。該火箭二級火箭與長征三號火箭的二級完全相同，而一級火箭的推進劑貯箱比長征三號加長了4米，增加了40噸推進劑，第一級四台發動機的地面總推力由2746千牛增大到2942千牛。

長征四號首次發射

姿控系統

在繼承長征三號成熟技術的基礎上，長征四號運載火箭在新研製的第三級上採用了不少先進的技術措施。

採用數字式姿態控制系統。數字式控制系統是以數字式網路、數字式調零方案和雙向伺服機構等新技術組成的。數字式網路的精度高，抗干擾能力強，應變性能好。數字式調零方案，與機電式調零裝置比較，調零精度提高了一倍，增加了火箭起飛的可靠性。雙向搖擺伺服機構，用一個液壓能源帶動兩個作動器，使重量功率比達到了先進水平。

推進系統

長征四號火箭的三級發動機由兩台獨立工作的單機並聯組成，可雙向搖擺是中國首次研製的高性能常溫推進劑上面級發動機，單台推力49千牛，比沖2971米/秒，每台允許沿相互垂直的兩個方向擺動，最大擺角為4.5度，可以在真空中兩次啟動。三級發動機採用輻射冷卻的鈮合金噴管延伸段，比沖和推力重量比居於中國常溫推進劑發動機的榜首，達到了國際先進水平。

三級推進系統採用了全程定壓力值氦氣增壓和主、副增壓管路方案。整個系統的質量輕，可靠性高。三級火箭貯箱採用高強度鋁單層薄壁共底結構，前箱為燃料箱，後箱為氧化劑箱，共底凸面朝向燃料箱。姿控發動機系統採用表面張力貯箱，使用無水肼為推進劑，用於發動機關機後的人軌速度修正和滑行時的姿態控制。其特點是與各種推進劑相容性好，可以長期、重複使用。繼承已有的技術成果，採用經地面反覆驗證的先進技術，保證了長征四號運載火箭的優良性能。這已在長征四號運載火箭兩次成功發射氣象衛星、衛星精確入軌中得到了驗證。

設計參數

長征四號系列火箭設計參數

型號名稱	級數	全長（米）	最大直徑（米）	起飛質量（噸）	起飛推力（千牛）	軌道運載能力（千克）
風暴一號	2	32.57	3.35	192.679	2746	1500（近地軌道）
長征四號甲	3	41.901	3.35	241.092	2942	1500（太陽同步軌道）
長征四號乙	3	45.576	3.35	248.470	2971	1900（太陽同步軌道）
長征四號丙	3	47.977	3.35	249.000	2961.6	2800（太陽同步軌道）

發射動態

長征四號系列火箭發射記錄

序號	火箭型號	起飛時間	發射場	載荷	軌道	結果
1	長征四號甲F01	1988-09-07	太原	風雲一號氣象衛星	SSO	成功
2	長征四號甲F02	1990-09-03	太原	風雲一號/大氣一號甲/乙	SSO	成功
3	長征四號乙F01	1999-05-10	太原	風雲一號/實踐五號	SSO	成功
4	長征四號乙F02	1999-10-14	太原	中巴資源一號01星/SAC1	SSO	成功
5	長征四號乙F03	2000-09-01	太原	資源二號01星	SSO	成功
6	長征四號乙F04	2002-05-15	太原	風雲一號D/海洋一號A	SSO	成功
7	長征四號乙F05	2002-10-27	太原	資源二號02星	SSO	成功
8	長征四號乙F06	2003-10-21	太原	中巴資源一號02星/創新一號	SSO	成功
9	長征四號乙F07	2004-09-09	太原	實踐六號01組A/B	SSO	成功
10	長征四號乙F08	2004-11-06	太原	資源二號03星	SSO	成功
11	長征四號丙F01	2006-04-27	太原	遙感衛星一號	SSO	成功
12	長征四號乙F09	2006-10-24	太原	實踐六號02組A/B	SSO	成功
13	長征四號乙F10	2007-09-19	太原	中巴資源一號02B	SSO	成功
14	長征四號丙F02	2007-11-12	太原	遙感衛星三號	SSO	成功
15	長征四號丙F03	2008-05-27	太原	風雲三號A	SSO	成功
16	長征四號乙F11	2008-10-25	太原	實踐六號03組A/B	SSO	成功
17	長征四號乙F12	2008-12-15	太原	遙感衛星五號	SSO	成功
18	長征四號丙F04	2009-12-15	太原	遙感衛星八號/希望一號	SSO	成功
19	長征四號丙F05	2010-03-05	酒泉	遙感衛星九號	LEO	成功
20	長征四號丙F06	2010-08-10	太原	遙感衛星十號	SSO	成功
21	長征四號乙F13	2010-10-06	太原	實踐六號04組A/B	SSO	成功
22	長征四號丙F07	2010-11-05	太原	風雲三號B	SSO	成功
23	長征四號乙F14	2011-08-16	太原	海洋二號A	SSO	成功
24	長征四號乙F15	2011-11-09	太原	遙感衛星十二號/天巡一號	SSO	成功
25	長征四號乙F16	2011-12-22	太原	資源一號02C	SSO	成功
26	長征四號乙F17	2012-01-09	太原	資源三號/盧森堡小衛星	SSO	成功
27	長征四號乙	2012-05-10	太原	遙感衛星十四號/天拓一號	SSO	成功
28	長征四號丙	2012-05-29	太原	遙感衛星十五號	SSO	成功
29	長征四號丙	2012-11-25	酒泉	遙感衛星十六號	LEO	成功
30	長征四號丙	2013-07-20	太原	創新三號/實驗七號/實踐十五號	SSO	成功
31	長征四號丙	2013-09-02	酒泉	遙感衛星十七號A/B/C	LEO	成功
32	長征四號丙	2013-09-23	太原	風雲三號C	SSO	成功
33	長征四號乙	2013-10-25	酒泉	實踐十六號	LEO	成功
34	長征四號丙	2013-11-20	太原	遙感衛星十九號	SSO	成功
35	長征四號乙	2013-12-09	太原	資源一號03星	SSO	失敗
36	長征四號丙	2014-08-09	酒泉	遙感衛星二十號	SSO	成功
37	長征四號乙	2014-08-19	太原	高分二號/波蘭小衛星	SSO	成功
38	長征四號乙	2014-09-08	太原	遙感衛星二十一號/天拓二號視頻微衛星	SSO	成功
39	長征四號丙	2014-10-20	太原	遙感衛星二十二號	SSO	成功
40	長征四號乙	2014-12-07	太原	中巴地球資源衛星04星	SSO	成功
41	長征四號丙	2014-12-11	酒泉	遙感衛星二十五號	SSO	成功
42	長征四號乙	2016-09-01	太原	高分10號	SSO	失利
43	長征四號乙	2018-04-10	酒泉	遙感衛星31號01組及微納技術試驗衛星	SSO	成功
44	長征四號丙	2018-05-21	西昌	鵲橋號中繼星和“龍江一號”“龍江二號”	-	成功
45	長征四號丙	2019-05-23	太原	遙感三十三號	SSO	失利
46	長征四號乙	2019-09-12	太原	資源一號02D星、京師一號衛星、金牛座納星	SSO	成功
47	長征四號丙	2019-10-05	太原	高分十號衛星	SSO	成功
48	長征四號乙	2019-11-03	太原	高分七號衛星、高分試驗衛星、蘇丹科學實驗衛星一號、天儀十五號衛星等4顆衛星	SSO	成功
49	長征四號丙	2019-11-27	太原	高分十二號衛星	SSO	成功
50	長征四號乙	2019-12-20	太原	資源一號04A星、衣索比亞微小衛星、“天琴一號”技術試驗衛星、玉衡號衛星、順天號衛星、天雁01衛星、天雁02衛星、未來號-1R衛星、巴西1U小衛星等9顆衛星	SSO	成功
51	長征四號乙	2020-07-03	太原	高解析度多模綜合成像衛星、“西柏坡號”科普衛星（八一02星）	SSO	成功
52	長征四號乙	2020-07-25	太原	資源三號03星及搭載的兩顆小衛星	SSO	成功
53	長征四號乙	2020-09-07	太原	高分十一號02星	SSO	成功
54	長征四號乙	2020-09-21	酒泉	海洋二號C星	SSO	成功
55	長征四號乙	2020-09-27	太原	環境減災二號A、B衛星	GTO	成功
56	長征四號丙遙三十九	2021-12-26	太原	光學衛星02星（資源一號02E星）	-	成功
57	長征四號丙	2022-01-26	酒泉	L-SAR 01組A星		成功
58	長征四號丙	2022-04-07	酒泉	高分三號03星		成功
59	長征四號丙	2022-04-16	太原	大氣環境監測衛星		成功
60	長征四號丙	2022-06-27	酒泉	高分十二號03星		成功
61	長征四號丙	2022-09-02	酒泉	遙感三十三號02星		成功
62	長征四號丙（CZ-4C）	2022-11-15	酒泉	遙感三十四號03星（Yaogan 34-03）		成功
63	長征四號丙	2022-12-12	酒泉	試驗二十號A/B星		成功
64	長征四號乙	2022-12-27	太原	高分十一號04星		成功
65	長征四號丙	2023-03-10	太原	天繪六號A/B星		成功
66	長征四號丙	2023-03-31	太原	遙感三十四號04星		成功
67	長征四號丙	2023-08-03	酒泉	風雲三號06星		成功
68	長征四號丙	2023-08-21	酒泉	高分十二號04星		成功
69	長征四號丙	2023-09-27	酒泉	遙感三十三號04星		成功
軌道縮寫對照		GTO：地球同步轉移軌道（Geostationary Transfer orbit） TLI：地月轉移軌道（Trans-Lunar injection） MEO：中地球軌道（Medium Earth orbit） LEO：近地軌道（Low Earth orbit） SSO：太陽同步軌道（Sun-synchronous orbit）

系列型號

長征四號甲

長征四號甲（CZ-4A），是中國發射第一顆氣象衛星的運載火箭，是在風暴一號基礎上增加第三級發動機而成。

長征四號丙發射

火箭全長41.901米，芯級最大直徑3.35米，起飛質量248.9噸，起飛推力約300噸。運載能力為太陽同步軌道時1500千克。

1988年9月7日首次發射，成功地將中國第一顆氣象衛星風雲一號送入太陽同步軌道。隨後又將第二顆風雲一號氣象衛星發射進入軌道。總共進行兩次發射，全部成功。

長征四號乙

長征四號乙（CZ-4B），是中國在長征四號甲基礎上研製的一種運載能力更大的三級液體運載火箭。

火箭全長45.576米，芯級最大直徑3.35米，運載能力在太陽同步軌道為1900千克。長征四號乙主要用於發射太陽同步軌道的對地觀察套用衛星，1999年5月10日，長征四號乙火箭首次發射，成功地將“風雲一號C”和“實踐五號”衛星準確送入軌道；截止2013年，長征四號乙火箭共發射2次，將28顆國內外衛星送入預定軌道。其中中國和巴西合作的地球資源衛星均由該火箭發射。

長征四號乙發射

長征四號丙

長征四號丙（CZ-4C），是中國航天科技集團公司第八研究院抓總研製的常溫液體推進劑三級運載火箭，是在長征四號乙（CZ-4B）基礎上，增加了三子級二次啟動能力，主要用於發射太陽同步軌道衛星。

火箭全長48米，一、二級直徑為3.35米，三級直徑為2.9米，起飛質量250噸，太陽同步轉移軌道運載能力2.8噸（800千米）。

首發改進型運載火箭於2006年4月27日在太原衛星發射中心成功發射，將中國首顆遙感衛星準確送入預定軌道，並實現了首發火箭發射場測試零故障。

長征四號系列型號

技術創新

用途廣泛

長征四號運載火箭有著較廣泛的用途，適用於發射太陽同步軌道和極地軌道的有效載荷，也可以承擔地球同步轉移軌道有效載荷的發射任務，在中國各個發射中心均可發射。

長征四號結構示意圖

該火箭低地軌道（近地點高度為200千米，遠地點高度為400千米）運載能力達4520千克，901千米高的太陽同步軌道運載能力達1650千克，地球同步轉移軌道運載能力達1250千克。長征四號運載火箭是中國長征系列運載火箭中用於發射太陽同步軌道和極地軌道各種套用衛星的主要運載工具。

為擴大適用範圍，長征四號運載火箭具有兩種不同直徑的衛星整流罩，可適應不同質量和尺寸的有效載荷。

長征四號運載火箭還具有發射一箭多星的技術裝置，用一枚運載火箭發射多顆衛星，關鍵是星箭分離技術的穩妥可靠。

長征四號運載火箭在現有基礎上經過改進，可在很大範圍適應有效載荷的變化。該火箭一、二子級可組成二級火箭。這種二級火箭發射20千米高，軌道傾角70度的低地軌道有效載荷，其運載能力可達3100千克。利用成熟的固體助推器，捆綁在長征四號運載火箭的一子級上，又可組成新的捆綁火箭。在長征四號運載火箭上捆綁6個平均推力為559千牛的固體助推器，用於發射近地點高度為20千米，遠地點高度為400千米的極地軌道有效載荷，其運載能力可達到5700千克。如捆綁8個固體助推器，其的運載能力則可提高到6300千克。

可靠性高

長征四號運載火箭兩次發射氣象衛星均獲得成功。該火箭的高可靠性，主要通過火箭設計方案的一系列可靠性保障措施實現的。在火箭總體設計方案和分系統設計方案的選擇上，可靠性是一項重要取捨條件。長征四號運載火箭及其分系統都規定有明確的可靠性指標，火箭各級全都採用常溫推進劑，就是充分考慮了這類運載火箭技術上成熟，容易達到較高可靠性的優點。在火箭的分系統中，根據可靠性要求，其控制系統採用了先進的數字控制技術，套用了工作安全可靠的雙向伺服機構；動力系統研製了比沖高、質量輕，具有較高可靠性的上面級發動機，套用了發動機在失重條件下可靠點火、多次啟動技術；遙測系統採用脈衝編碼幅度調製；外測系統研製了小型化的箭上連續波應答機等。分系統方案按可靠性要求作正確選擇以及一些相關技術的突破，保證了長征四號運載火箭具有較高的系統可靠性。長征四號運載火箭的大直徑衛星整流罩，儘管採用技術成熟的彈射筒分離方案，但為了保證可靠性，在地面曾進行了多次分離試驗。

長征四號發射

經濟性好

長征四號運載火箭研製成本低，發射費用少。因而對國內外商業服務的費用是比較低。為充分體現長征四號的經濟性，火箭總體方案堅持了五條原則：一是儘可能選用已經過飛行試驗證明是成熟的技術；二是在保證火箭總體性能和系統可靠性的前提下，不追求單項技術的先進；三是必須採用的新技術，需經充分的地面試驗驗證是可靠的才能套用；四是最佳化試驗項目，儘量採用簡單易行的試驗方法；五是利用全國各地的技術成果，不搞重複研製。總體方案確定以後，在火箭的研製、試驗和生產中；通過嚴格的經濟核算，減少不必要的支出，減少浪費損失等一系列措施來控制成本，從而保證了長征四號運載火箭的研製費用能夠得到較好控制。費用少。長征四號運載火箭採用常溫推進劑，地面設施簡單，發射場區的勤務簡單，方便實用。中國的太原、西昌、酒泉衛星發射中心的設施都能適應長征四號運載火箭的發射。

長征四號在總裝

所獲榮譽

榮譽獎勵

2009年，長征四號系列（長征四號甲、長征四號乙、長征四號丙）運載火箭被中國航天科技集團公司授予“金牌火箭”稱號。

截至2023年，長征四號運載火箭曾兩次獲得國家科技進步特等獎。

文化特色

2023年3月10日，上海航天發布信息，首次公開了長征四號火箭的型號特色標識，充滿設計感的阿拉伯數字“4”，彰顯著該枚金牌火箭的獨特印記。其中，一橫是上海的標誌性建築，代表著火箭的誕生地；一縱勾勒出了長四火箭的身形輪廓；二者通過長四火箭一條優美的三段式彈道軌跡相連，代表型號三級火箭的特點；兩顆星則代表著長四型號曾兩次獲得國家科技進步特等獎的殊榮。

總體評價

長征四號運載火箭性能優良、用途廣泛、可靠性高、積極性好，由於運載能力大，特別適合於一箭多星發射業務，在國際衛星發射服務市場上具有競爭力。

長征四號研製成功，使長征系列運載火箭的工作範圍擴大到了能覆蓋包括太陽同步軌道的全部地球軌道，使中國成為世界上第三個能夠獨立發射太陽同步軌道衛星的國家。（新浪網、《中國航天》 評）

長征四號乙發射