長征三號

長征三號是在長征二號的基礎上發展起來的三級火箭。長征三號充分繼承了已有長征火箭的成熟技術，它的一、二級發動機採用長征二號丙的一、二級發動機，三級則採用世界上最先進的液氫/液氧發動機。該火箭全長44.86米，芯級最大直徑3.35米，可以把1600千克的有效載荷直接送入地球同步轉移軌道。1984年1月29日首次發射因第三級二次啟動后未能正常工作而未進入轉移軌道，僅進行了通信試驗，或基本成功。截止到1997年共發射12次，其中失敗2次。火箭主要用於發射我國的東方紅2號和東方紅2號甲等地球同步軌道通信衛星。該火箭曾於1990年4月7日首次成功地將美國休斯公司製造的亞洲1號衛星送入地球同步轉移軌道，標誌著我國航天開始進入國際航天發射市場。

長征三號系列運載火箭由長征三號、長征三號A、長征三號B 和長征三號C4種火箭組成。它們都是由中國運載火箭技術研究院研製的。它們區別於長征二號系列的特點是：１）都是三級火箭；２）三子級使用液氧和液氫作為推進劑；３）三子級的發動機可以多次起動；４）可以直接將有效載荷送入地球同步轉移軌道。

長征三號運載火箭主要用於發射地球同步軌道有效載荷，其GTO運載能力為1.45噸，全箭起飛質量204噸，全長44.56米，一、二子級直徑3.35米、三子級直徑2.25米，衛星整流罩最大直徑3.0米。它的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)。

長征三號運載火箭的研製成功使中國成為世界上第四個具有地球同步衛星發射能力的國家。

長征三號箭由箭體結構、動力系統、控制系統、遙測系統、外測安全系統、分離系統以及輔助系統等組成。

1984年4月，長征三號首次成功地將東方紅二號試驗通信衛星送入預定地球同步轉移軌道。1990年4月首次執行外星發射服務合同，成功發射了亞洲一號衛星。在此之後，長征三號運載火箭成功地發射了包括亞太一號衛星、亞太一號甲衛星、風雲二號衛星等在內的多顆國內外衛星。

一子級 二子級 三子級

推進劑 N2O4/UDMH N2O4/UDMH LH2/LOX

發動機型號 YF-21B YF-24D YF-73

推力 (kN) 2962 742.04 (主機) 44.43

46.09(遊動發動機)

發動機比沖 (N*s/kg) 2550 2922.4 (主機) 4119

2761.6 (遊動發動機)

箭體直徑 3.35 m 3.35 m 2.25 m

箭體長度 20.588 m 7.520 m 9.689 m

整流罩直徑 3.0 m

整流罩長度 6.540 m

火箭全長 44.56 m

起飛質量 204噸

長征三號是一種三級液體火箭，由一子級、二子級、三子級和衛星整流罩等箭體結構及箭上的推進系統、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等組成。

箭體結構一方面承受載荷，一方面又起著支承各個系統的作用，將它們連成一個整體。控制系統、遙測系統和外測安全系統的儀器主要安裝在儀器艙內，也有少部分儀器根據需要分佈於尾段或箱間段。

為了減輕貯箱的結構質量，簡化推進劑輸送管道和儘可能提高液氫使用的安全性，三子級推進劑貯箱的配置與一、二子級的不同，將燃料箱安排在氧化劑箱的上面。

一、二級之間的分離採用熱分離方式，一級發動機關閉之前二級發動機就開始起動，然後再令一、二級之間的連接爆炸螺栓起爆，在二級發動機推力的作用下實現分離。二級飛行末期，在主發動機已經關閉，而遊動發動機仍在工作的情況下，衛星整流罩被拋掉，然後遊動發動機關閉，連接二、三級箭體的爆炸螺栓和安裝在級間段上的8台固體反推火箭同時點燃，在反向推力的作用下，二子級被推離三級。星箭分離有兩種方式，可以採用反推火箭，也可以採用分離彈簧。發射國內衛星時，包帶解鎖后，安裝在三子級後端殼上的反推火箭點火，使三子級減速，實現分離，分離過程中衛星不受分離力的影響。發射外國衛星時，應用戶要求，採用了分離彈簧。包帶解鎖后，分離彈簧的約束同時解除，彈簧力使衛星加速，同時使三子級減速，實現分離。

一子級

一子級長20.588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YF-21B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YF-21B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7.520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YF-24D型發動機，它是由主發動機和帶四個小噴管、推力為4.8噸的遊動發動機組成的。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9.689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-73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。

衛星整流罩

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，無線電透波窗口和操作窗口可以在柱段和前錐段上開口。長征三號運載火箭整流罩長6.540米，最大外直徑3.0米，其靜包絡最大直徑為2.7米。星箭對接長征三號甲火箭可以標準的937B機械介面。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。

長征三號火箭的標準地球同步轉移軌道(GTO)運載能力為1.5噸。

任務描述

長征三號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，然後三子級進行滑行段飛行，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。

典型飛行時序事件 飛行時間（秒）

起飛 0.00

程序轉彎 8.00

一級/二級分離 127.89

整流罩分離 259.25

二級/三級分離 263.25

三級第一次關機，滑行段開始 688.88

滑行段結束，三級第二次點火 935.70

三級第二次關機，末速修正開始 1253.71

末速修正結束，調姿段開始 1261.71

星/箭進入轉移軌道，起旋火箭點火 1291.71

起旋火箭關機 1292.21

星/箭分離 1292.71 6

長征三號的制導和控制系統由制導系統和姿態控制系統組成。

1.制導系統

制導系統採用平台-計算機方案，其任務是發出各級關機（起動）指令，並在二、三級飛行期間進行法向、橫嚮導引計算，將結果輸往姿態控制系統。為了滿足各級飛行的特定要求，採用了不同的制導方法：第一級採用射程關機，以控制殘骸落點；第二級和第三級第一飛行段均採用速度關機；第三級第二次起動採用絕對定時起動，以控制幅角；第三級第二次關機採用半長軸關機，以控制半長軸的偏差；末速修正段採用視速度增量關機。

當火箭的正常關機出現故障時，採用下列保護措施：第一級用耗盡關機；第二級採用判別 X向加速度計輸出脈衝個數進行關機；第三級第一飛行段採用定時關機；第三級第二飛行段採用判別Ｙ向加速度計脈衝個數進行關機；末速修正段採用定時關機。

2.姿態控制系統

姿態控制系統採用平台速率陀螺網路、搖擺發動機控制方案，由三軸穩定平台、速率陀螺、變換放大器、開關放大器和伺服機構等組成。在第三級第一次工作段和第二次工作段由伺服機構帶動發動機搖擺，實現姿態控制，而在滑行段則由開關放大器控制無水肼噴管的工作，實現姿態控制。

三軸穩定平台感應箭體姿態角和由彈性振動引起的附加姿態角，俯仰通道還接受由計算機發出的俯仰程序指令。平台的輸出信號是1000赫茲交流信號，其幅值表示姿態角偏差的大小，相位表示姿態角的極性。

速率陀螺感應箭體姿態角速度和因箭體彈性振動引起的附加姿態角速度，輸出信號也是 1000赫茲交流信號。在一級俯仰、偏航、滾動通道和二級俯仰、偏航通道各用一個速率陀螺。

變換放大器由檢波器、校正網路和綜合放大器組成。檢波器將平台和速率陀螺輸來的交流信號解調為直流信號，送至校正網路進行整形和濾波，最後送至綜合放大器進行放大。

伺服機構是姿態控制系統的執行元件。它帶動發動機偏擺，以產生控制力矩。

圖10示出了二、三子級的伺服機構。一子級伺服機構的不同之處在於反饋電位計前面無傳動機構。

開關放大器由檢波器、網路和開關控制器組成。平台輸入的信號經檢波、放大，使開關控制器輸出控制電流來控制電磁閥門的開閉，令相應的噴管工作。

長征三號火箭在西昌衛星發射中心（XSLC）進行發射。火箭將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、火箭加註、以及最後發射倒計時，等等。

火箭起源於中國，是我國古代的重大發明之一，早在宋代就發明了火箭，在十三世紀以前，中國的火箭技術在世界上遙遙領先，火箭是熱機的一種，工作時燃料的化學能最終轉化成火箭機械能.現代火箭用來發射探測儀器，以及人造衛星、宇宙飛船、太空梭等空間的飛行器。目前各種型號的中國火箭有：

1、長征一號是我國第一枚三級運載火箭。它以兩級液體火箭為基礎，加固體第三級。固體發動機由固體發動機研究院研製。全箭由中國運載火箭技術研究院技術抓總。箭長29.46m，最大直徑2.25m，起飛質量81.5t，起動推力達106N.二、三級有轉接錐殼相連。第三級與第二級完全分離后，起旋火箭點火，使第三級在空中自由起旋。整流罩用水平拋脫。長征一號火箭具有將300kg的衛星射入傾角為70°、高為440km的圓軌道的運載能力.

1970年4月24日，長征一號運載火箭在酒泉發射中心首次發射我國第一顆人造地球衛星東方紅一號，再次發射把實踐一號科學實驗衛星送入軌道。長征一號的改型，長征一號丁，在原一二級基礎上，更換三級固體發動機，將使其近地軌道的運載能力達到700kg～750kg。

2、長征二號兩級液體運載火箭，全箭長約32m，最大直徑3.35m，起飛質量190t，一級裝有4台發動機，地面推力為2.8E6N，二級主發動機真空推力7.3E5 N，還有4個可以遙控的遊動發動機(總推力4.7E4N)，能將1.8t的有效載荷送入近地軌道，1974年11月首次發射，由於一根導線有暗傷，導致飛行試驗失敗.1975年11月發射返回式遙感衛星準確入軌。接著，又發射兩次，均獲成功。

隨著衛星對火箭運載能力要求的提高，長征二號火箭也作了相應的技術狀態的修改，使技術性能和運載能力均有所改進和提高。近地軌道運載能力達到2.5t左右，命名為“長征二號丙”，多次發射均獲得成功。發射表明：長征二號丙設計方案正確，性能穩定，質量可靠，獲得國內外同行的好評。

3、長征二號E即長征二號捆綁火箭，中國運載火箭技術研究院研製的第一枚推力捆綁式(也叫集束式)運載火箭，它是以經過改進的長征二號丙火箭作芯級(一級加長4.6m，二級加長5.2 m)第一級箭體上並聯4個長15.3m，直徑2.25m的液體助推火箭。上面級和衛星都裝在直徑4.2 m，高10.5 m的整流罩內，全箭長49.7m，芯級直徑3.35m，芯級一級發動機4機關聯，加上4枚助推火箭，總推力為6E6N，可把8.8 t有效載荷送入200km的圓軌道，1988年底獲准研製，只用了18個月的時間，實現了預定目標.1990年7月16日首次發射，一舉成功，把一顆巴基斯坦的科學試驗衛星和一模擬有效載荷準確送入軌道。用如此短的周期，研製成功一個新型大推力運載火箭，這在我國是史無前例的，在世界航天史上也屬罕見，它為我國發展載人航天技術和滿足國際衛星發射服務市場的需要奠定了基礎。1992年為澳大利亞發射兩顆美製第二代通信衛星。

這種火箭，如配以中國的固體推進劑的上面級可將3 t的有效載荷送入同步轉移軌道；如配以液氫液氧推進劑上面級，構成“長征二號E/HO”，其同步軌移軌道的運載能力將達到4.8t。

4、長征三號是以長征二號丙為原型加氫氧第三級組成的三級運載火箭。由中國運載火箭技術研究院負責總設計和研製第三級，第一、第二級由上海航天局承製，全箭總長44.56m，起飛質量202t，起飛推力2.8E6N，第三級氫氧發動機在高空失重條件下二次啟動。其同步轉移軌道推力為1.4E4N。1984年1月29日首次發射，由於第三級發動機二次啟動不正常，衛星進入近地軌道運行。經過70個晝夜的奮鬥，4月8日再發射，獲得圓滿成功。

1990年4月7日，長征三號為香港衛星通信有限公司成功地發射了亞洲一號通信衛星，標誌著中國的長征系列運載火箭開始步入國際衛星發射服務市場。

5、長征三號甲是為發射新一代通信廣播衛星而研製的新型運載火箭。它在長征二號運載火箭的基礎上，採用了多項先進技術，同步轉移運載能力由原來的1．4 t提高到2.5t，它是一種大型三級液體火箭，全長52.5m，直徑和整流罩均超過長征三號，起飛質量241t，起飛推力3E6N，火箭質量近40t，自1986年2月開始研製，重大技術有30多項，其中火箭的三級推力氫氧發動機，冷氦加溫增壓系統，動調陀螺四軸平台，低溫氫氣能源雙向搖擺伺服機構等4項技術已屬世界一流。我國航天科技工作者傾注8年心血研製的這種運載火箭，至今發射3次，均獲成功，巍巍長箭涉三關，在我國航天史上寫下一頁新的篇章。

6、我國自行研製、目前運載能力最大的新型捆綁式運載火箭長征三號乙，於1997年8月20日凌晨從西昌衛星發射中心成功地將菲律賓衛星送入軌道，這表明長征系列運載火箭具備了能把5 000 kg有效載荷送入高軌道的能力。這是長征火箭第46次成功發射，也是中國長城工業總公司第12次執行商業發射服務合同。

馬部海衛星是美國勞拉空間系統公司在fs1300平台的基礎上設計的三軸穩定地球同步通信衛星，它共有30個C波段轉發器和24個KU波段轉發器，能向菲律賓、中國和東南亞地區提供語言、圖像和數據傳輸等通信服務。馬部海衛星是亞洲地區功率最大的通信衛星，其最大分離質量約3770kg，在軌道壽命超過12年。它將定點在東經144暗某嗟郎峽 .1997年10月17日凌晨3點13分，長征三號乙運載火箭在西昌衛星發射中心又一次發射升空，將亞太二號R通信衛星成功送入預定軌道，遠地點47922 km近地點201km，傾角24.4度，衛星質量3700 kg，此次發射是長征系列運載火箭是48次發射。

7、風暴一號是兩級運載火箭。由上海航天局研製，火箭長32.6 m，直徑3.35 m，起飛推力2.8E6 N，起飛質量191t，推進劑為四氧化二氮和偏二甲肼。一級發動機由四台可切向搖擺的遊動發動機組成，二級發動機由一台主發動機和四台可切向搖擺的遊動發動機組成。制導系統採用平台一計算機全慣性系統，姿態控制採用有源網路校正裝置，貯箱採用主強度鋁合金材料，採用自然增壓方案。風暴一號可把1500kg的有效載荷送入近地軌道。

為了提高運載能力，採用了大幅度減輕結構重量，降低發動機混合比偏差，一級採用耗盡關機。二級主發動機開機后採用遊動發動機小推力飛行入軌等措施。為了提高軌道精度，採用了速度導引有機結合的制導方法，為了用一枚火箭發射三顆衛星，攻克了結構動力學和多星分離運動學的技術關鍵。

1975年以來，風暴一號”先後發射了六顆衛星。它們是三顆科學技術實驗衛星和1981年9月20日用一枚風暴一號運載火箭成功發射的三顆衛星。

8、長征四號是一種多用途三級常溫推進劑運載火箭，具有性能優良，結構可靠，成本低廉，發射場通用，使用方便等特點，由上海航天局研製。

長征一號運載火箭

長征二號運載火箭

長征三號運載火箭