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長征三號丙
鎖定
長征三號丙(代號:CZ-3C)是中國航天科技集團公司所屬中國運載火箭技術研究院抓總研製的一型三級捆綁液體運載火箭。
- 中文名
- 長征三號丙
- 外文名
- Long March 3C
- 火箭類型
- 三級捆綁液體運載火箭
- 火箭代號
- CZ-3C/LM-3C
- 前型/級
- 長征二號
- 次型/級
- 長征四號
長征三號丙發展沿革
長征三號丙研製背景
20世紀80年代,在長征三號甲系列火箭研製初期,研製隊伍就將長三甲、長三乙、長三丙作為一組系列火箭進行模塊化、組合化與整體化優化設計,確定了以長征三號甲火箭為基本型的發展模式。
長征三號甲火箭是在長征三號火箭的基礎上採用重新設計第三級形成的大型三級低温液體火箭,全長52.52米,一、二子級直徑3.35米,三子級直徑3.0米,GTO的運載能力達到2.6噸。
在長征三號甲火箭的芯一級基礎上捆綁兩個2.25米助推器,組合成長長征三號丙火箭,GTO軌道運載能力可達到3.8噸。長三丙火箭的設計完成,2006~2010年期間承擔中國國防建設急需的各類應用衞星的發射任務
[5]
。
長征三號丙研製歷程
1994年至1996年,長征三號丙火箭按照系列化的原則開展設計工作,其研製工作是與長征三號乙火箭同步進行。在長三乙火箭試樣研製階段,總體部門和各分系統部門同時開展了長三丙火箭的研製,並完成了風洞試驗,其狀態為一級捆綁兩枚助推器,不安裝尾翼。同時,還進行了全箭振動試驗。
1995年3月至5月,長三丙與長三乙一起,在西昌衞星發射中心完成了發射場合練。後因故長征三號丙的研製工作暫停。
1998年至2000年,中國運載火箭技術研究院又繼續進行長征三號丙火箭的研製工作,對其設計方案進行了深入分析和改進,並再次進行了風洞試驗,試驗狀態為一級捆綁兩台助推器並安裝兩片尾翼。
2000年,長征三號丙火箭的試樣研製工作完成。
2001年8月23日,中國航天科技集團公司專家組評審認為長征三號丙火箭已具備投入使用的條件,可以轉入應用發射階段。
長征三號丙技術特點
長征三號丙總體設計
長征三號丙運載火箭,是一枚三級大型液體捆綁式運載火箭,以經適應性更改後的長征三號甲運載火箭作為芯級,捆綁兩枚液體燃料助推器而構成。長征三號丙運載火箭是繼長征三號甲與長征三號乙之後長征三號甲系列的又一成員。除在其一級捆綁有兩個助推器外,它的其餘結構部分、分系統與長征三號乙火箭基本相同。它的推出為用户根據有效載荷的質量和任務要求而靈活選用長征火箭拓寬了範圍
[6]
。
長征三號丙運載火箭主要用於發射地球同步軌道衞星,其GTO運載能力為3.8噸。全箭起飛質量345噸,全長54.838米,一、二子級直徑3.35米、助推器直徑2.25米,三子級直徑3.0米,衞星整流罩最大直徑4.0米。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、低温推進劑利用系統、分離系統以及輔助系統等組成
[4]
。
長征三號丙箭體結構
一子級
一子級長23.272米,上部是裝有液體四氧化二氮的氧化劑箱,下部是裝有液體偏二甲肼的燃燒劑箱。一子級裝配發動機是由四台推力為75噸的液體發動機並聯而成。每台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。
助推器
每枚助推器捆長15.326米,上部是裝有液體四氧化二氮的氧化劑箱,下部是裝有液體偏二甲肼的燃燒劑箱。兩個助推器各配有一台推力為75噸的發動機,噴管固定不擺。
二子級
二子級長9.943米,上部是裝有液體四氧化二氮的氧化劑箱,下部是裝有液體偏二甲肼的燃燒劑箱。二子級裝配有75噸推力的發動機(主發動機)和帶四個小噴管、推力為4.8噸的遊動發動機。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12.375米,上部是裝有液氫的燃燒劑箱,下部是裝有液氧的氧化劑箱。三子級採用氫氧發動機,具有二次啓動能力,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。
衞星整流罩
長征三號丙火箭的衞星整流罩由端頭帽、雙錐段、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。雙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雙錐段上開口。長三丙火箭整流罩長9.56米,最大外直徑4.0米,其靜包絡最大直徑為3.65。
星箭對接
長征三號丙設計參數
助推器 | 第一級 | 第二級 | 第三級 | |
---|---|---|---|---|
級段直徑(米) | 2.25 | 3.35 | 3.35 | 3.00 |
級段長度(米) | 15.326 | 23.272 | 9.943 | 12.375 |
推進劑質量(噸) | 37.746×2 | 171.775 | 49.605 | 18.193 |
推進劑 | 四氧化二氮/偏二甲肼 | 液氫/液氧 | ||
發動機 | YF-25 | YF-21C | YF-24E YF-22E(主機) YF-23C(遊機) | YF-75 |
發動機推力(千牛) | 740.4×2 | 2961.6 | 742(主機) 11.8×4(遊機) | 78.5×2 |
發動機比推力(牛·秒/千克) | 2556.2 | 2556.2 | 2922.57(主機) 2910.5(遊機) | 4312 |
助推器 | 2 | |||
起飛質量(噸) | 345 | |||
全長(米) | 54.838(55.638) | |||
整流罩直徑(米) | 4.00/4.20 | |||
整流罩長度(米) | 9.56(9.777) | |||
GTO運載能力(千克) |
長征三號丙飛行程序
任務描述
長征三號丙運載火箭可以將衞星送入地球同步轉移軌道(GTO)。在執行一個典型的GTO任務時,長三丙火箭的一、二子級首先將衞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,最後三子級和衞星分離
[4]
。
時間(秒) | 事件 | 時間(秒) | 事件 |
---|---|---|---|
T+0.00 | 火箭起飛 | T+330.000 | 二級遊動發動機關機 |
T+10.0 | 程序轉彎 | T+334.000 | 二、三級分離,三級一次啓動 |
T+127.491 | 助推器關機 | T+650.605 | 三級第一次關機 |
T+128.991 | 助推器分離 | T+654.105 | 滑行開始 |
T+145.159 | 芯一級發動機關機 | T+1323.242 | 滑行結束,三級二次啓動 |
T+146.659 | 一、二級分離 | T+1474.866 | 三級二次關機、末速修正開始 |
T+258.659 | 整流罩分離 | T+1494.866 | 末速修正結束 |
T+328.000 | 二級主機關機 | T+1574.866 |
長征三號丙衍生型號
中國為探月工程三期飛行試驗器發射研製長征三號丙增強型火箭,與長征三號丙基本型相比,增強型有多項改進、創新:在長三丙火箭上使用雙慣組加複合制導;外形上比長三丙基本型加長1.5米,運載能力由原來的3.8噸提高到3.9噸。
2014年10月24日,長征三號丙增強型遙12運載火箭在西昌發射成功,將中國自行研製的探月工程三期再入返回飛行試驗器準確送入地月轉移軌道,中國探月工程首次實施的再入返回飛行試驗首戰告捷
[10]
。
長征三號丙/遠征一號
長征三號丙/遠征一號運載火箭由中國航天科技集團公司一院抓總研製,由基礎級和上面級組成的四級火箭。基礎級火箭是在長征三號丙運載火箭基礎上為適應採用上面級而改進研製的捆綁式三級液體火箭,其一子級上捆綁了兩個助推器。上面級是為發射中國新一代北斗導航衞星而專門研製的採用常規推進劑的軌道運載器。
長征三號丙發射記錄
序號 | 起飛時間 | 發射場 | 運載火箭 | 軌道 | 飛行情況 | 載荷 | 備註 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 2008-04-25 | 西昌 | CZ-3C Y1 | GTO | 成功 | 地球同步軌道 數據中繼衞星 | |
2 | 2009-04-15 | 西昌 | CZ-3C Y3 | GTO | 成功 | 改進型東方紅 三號甲平台失效 | |
3 | 2010-01-17 | 西昌 | CZ-3C Y2 | GTO | 成功 | 地球同步軌道 | |
4 | 2010-06-02 | 西昌 | CZ-3C Y4 | GTO | 成功 | 地球同步軌道 北斗導航衞星 | |
5 | 2010-10-01 | 西昌 | CZ-3C Y7 | EMTO | 成功 | 已成為人造 太陽系小行星 | |
6 | 2010-11-01 | 西昌 | CZ-3C Y5 | GTO | 成功 | 地球同步軌道 北斗導航衞星 | |
7 | 2011-07-11 | 西昌 | CZ-3C Y8 | GTO | 成功 | 天鏈一號02星 | 地球同步軌道 數據中繼衞星 |
8 | 2012-02-25 | 西昌 | CZ-3C Y6 | GTO | 成功 | 北斗G5 | 地球同步軌道 北斗導航衞星 |
9 | 2012-07-25 | 西昌 | CZ-3C Y9 | GTO | 成功 | 地球同步軌道 數據中繼衞星 | |
10 | 2012-10-25 | 西昌 | CZ-3C Y10 | GTO | 成功 | 地球同步軌道 北斗導航衞星 | |
11 | 2014-10-24 | 西昌 | CZ-3C/E Y12 | EMTO | 成功 | 嫦娥五號飛行試驗器、(搭載4M和PS86X1) | |
12 | 2015-03-30 | 西昌 | CZ-3C Y11 /YZ-1 Y1 | IGSO | 成功 | 傾斜地球同步軌道 北斗導航衞星 | |
13 | 2016-02-01 | 西昌 | CZ-3C Y14 /YZ-1 Y3 | MEO | 成功 | 中地球軌道 北斗導航衞星 | |
14 | 2016-06-12 | 西昌 | CZ-3C/E Y15 | GTO | 成功 | 地球同步軌道 北斗導航衞星 | |
15 | 2016-11-22 | 西昌 | CZ-3C/E Y13 | GTO | 成功 | 地球同步軌道 | |
16 | 2018-12-25 | 西昌 | CZ-3C/E Y17 | GTO | 成功 | ||
17 | 2019-05-18 | 西昌 | CZ-3C/E Y16 | GTO | 成功 | 地球同步軌道 | |
18 | 2021-07-06 | 西昌 | 成功 | 天鏈一號05星
[22]
|
長征三號丙價值意義
長征三號丙火箭採用了大推力氫氧發動機、冷氦加温增壓技術、動調陀螺四軸平台技術和低温氫氣能源雙擺伺服機構4項關鍵技術,該火箭有效地彌補了長征三號甲與長征三號乙之間運載能力上的跨度,形成了完整系列
[21]
。
長征三號丙火箭的成功研製,使中國運載火箭的GTO軌道運載能力得到補充和加強。它不僅可以滿足發射中國大型通信衞星平台的需要,也大大提高了中國運載火箭的適應性,為衞星的設計提供較寬鬆的環境,增強了中國運載火箭在國際商用發射市場上的競爭能力
[3]
[4]
。(《國際太空》、中國航天科技集團公司、《中國航天》 評)
- 參考資料
-
- 1. 長征三號丙運載火箭 .中國運載火箭技術研究院.2016-05-12[引用日期2020-09-27]
- 2. 長征三號丙 .中國航天科技集團公司.2015-09-15[引用日期2020-09-27]
- 3. 劉建忠, 李聃. 長征三號丙運載火箭[J]. 中國航天, 2008, (08):11-13.
- 4. 陳國華. 長征系列運載火箭介紹 : 長征三號系列(九)[J]. 中國航天, 1998(11):13-14.
- 5. 新聞背景:長征三號甲系列火箭研製回顧(2) .中國新聞網.2007-10-24[引用日期2020-09-27]
- 6. 長征三號丙運載火箭(CZ-3C) .國家航天局.2017-08-01[引用日期2020-09-27]
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- 8. 長征三號丙/遠征一號運載火箭試驗隊:“神”一樣的團隊 .中國航天科技集團公司.2015-04-01[引用日期2020-09-28]
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- 10. 2014年10月24日,長征三號丙遙12運載火箭成功發射一顆盧森堡小衞星 .中國運載火箭技術研究院.2016-09-22[引用日期2020-09-28]
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- 12. CZ-3 (Chang Zheng-3) .Space.skyrocket.de[引用日期2020-09-27]
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- 14. 長征三號丙運載火箭(LM-3C) .中國長城工業集團公司.2010-04-01[引用日期2020-09-27]
- 15. 中國成功發射第三顆中繼衞星“天鏈一號03星 .中新網.2012-07-26[引用日期2012-07-27]
- 16. 發射記錄(4/8) .中國運載火箭技術研究院[引用日期2020-09-28]
- 17. 發射記錄(3/8) .中國運載火箭技術研究院[引用日期2020-09-28]
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- 19. 我國成功發射通信技術試驗衞星三號 .人民網.2015-12-25[引用日期2015-12-25]
- 20. 我國成功發射第45顆北斗導航衞星 .中國軍網.2019-05-18[引用日期2020-09-28]
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- 22. 我國成功發射天鏈一號05星 .新華網[引用日期2021-07-07]
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