走近“长三甲”

尹怀勤

2012年3月31日，我国“长征三号乙”运载火箭从西昌发射中心点火起飞，一举将“亚太7号”通信卫星送入预定的地球同步转移轨道，标志着发射获得圆满成功。

人们不禁要问：“长征三号乙”究竟是一种什么样的火箭呢？要回答这个问题，就得从“长征三号”火箭讲起。

“长征三号”火箭功勋卓著

1978年3月，我国完成了“长征三号”火箭的总体方案设计，确定其第一、二级以远程液体火箭为原型进行修改设计，第三级采用液氢、液氧低温高能推进剂。

箭体结构包括卫星整流罩、仪器舱、级间段、氧化剂箱、燃料箱、箱间段、后过渡段及管路活门等。火箭全长43.25米，起飞推力296吨，能把1.5吨重的有效载荷送入地球同步转移轨道。

1984年1月29日，我国首次用“长征三号”运载火箭从西昌发射中心起飞发射第一颗试验通信卫星。1984年4月8日，“长征三号”火箭在西昌发射中心进行了第二次发射，顺利地把第二颗“东方红二号”通信卫星送入地球同步转移轨道，发射获得圆满成功。

这样一来，我国就成为世界上第三个掌握了低温高能火箭技术的国家，第二个掌握了火箭能在高空二次点火技术的国家。

随后，“长征三号”火箭不仅发射了国产卫星，还发射了外国卫星。它的问世和使用，标志着我国突破了氢氧发动机技术，运载火箭达到了国际先进水平，同时也打破了少数西方国家在空间领域一统天下的局面。

2000年6月25日之后，完成历史使命的“长征三号”火箭光荣退役。

“长三甲”系列名扬天下

为了适应形势要求，以“长征三号”火箭为蓝本的“长征三号甲”“长征三号乙”“长征三号丙”三种运载火箭先后诞生，被称为“长三甲”系列火箭，均是世界名牌运载火箭。

“长征三号甲”火箭是在“长征三号”火箭的基础上采用重新设计氢氧发动机形成的大型三级液体火箭。它加长了推进剂贮箱，加大了尾翼，第三级由两台新研制的氢氧发动机并联组成，每台真空推力为8吨，同时采用了数字化控制系统等先进技术。全箭长52.52米，起飞推力和运载能力的提升使它具有一箭多星和适应多种轨道卫星发射的能力。

1994年2月8日，“长征三号甲”火箭首次从西昌发射中心起飞，一举把“实践四号”科学探测卫星和一颗模拟卫星成功送入地球同步转移轨道。同年11月30日，又把“东方红三号”卫星送入预定轨道。截止到2012年1月13日，“长征三号”甲火箭共进行了27次发射，其中包括2007年10月24日发射“嫦娥一号”探月卫星，均获圆满成功，发射成功率达到100%。

按照最初制定的“上改下捆、先改后捆”的技术发展途径，在“长征三号甲”火箭的第一级周围捆绑四个助推器就派生出了“长征三号乙”运载火箭。

“长征三号乙”火箭的运载能力比“长征三号甲”提高了一倍，比“长征三号”翻了近两番。在当时仅次于俄罗斯的“质子号”火箭，居于世界第二位。

“长征三号丙”火箭则是我国第一枚非全对称火箭。从2008年4月25日首次投入使用以来，它已成功地把8颗卫星送上太空，其中包括2010年10月1日发射“嫦娥二号”探月卫星。它的投入使用填补了我国高轨道运载能力的一项空白，真正形成了火箭运载能力系列化。

现在，我国新一代运载火箭正在研发中，相信在不久，一批更新、更强的新式运载火箭会腾空升起，给我们更多的惊喜。

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运载火箭为什么从

西昌卫星发射中心起飞？

由于卫星运行速度随着距离地面的高度而变化，轨道越高，速度越小，环绕周期越长，故由计算可知，当其在赤道上空35 786千米高的圆形轨道上以每秒3.07千米的速度由西向东运行一周时，恰好是23小时56分4秒，与地球自西朝东自转一周的时间相同，这条轨道就被称为地球静止轨道。

世界上的通信卫星，除星座组网通信卫星之外，都运行在静止轨道上的固定位置。这是一条曲形的高轨道，故将用来发射地球静止轨道卫星的“长征三号”和“长征三号甲”系列火箭，统称为我国的高轨道运载火箭。我国已有的三个航天发射阵地中西昌的纬度最低，可以较多地利用地球自转速度以节约火箭能量，所以这四种高轨道运载火箭均从西昌发射中心起飞，把卫星送入太空。

你了解火箭发射程序吗？

以运载火箭发射静止轨道卫星的飞行程序为例，我们来了解一下这个知识。

火箭发射时，启动按钮后，第一级火箭及助推器首先点火，完成垂直起飞段和程序转弯段的飞行任务后，助推器先分离，然后第一级火箭与第二级火箭分离。

与此同时，第二级火箭点火，顶部的整流罩抛开，卫星露出。

当第二级火箭完成使命后，即与第三级火箭分离，氢氧发动机便第一次点火工作。待它与卫星同时进入高约400千米的近圆形的停泊轨道绕地球飞行后随即关机。

在其与赤道平面相交时，氢氧发动机第二次点火工作，将卫星送入远地点的大椭圆轨道运行，接着关机并与卫星分离。

至此，运载火箭就完成了发射任务。这条大椭圆轨道就被称为地球同步转移轨道。

星箭分离后的氢氧发动机会与卫星保持一定距离，进入另一条轨道，以免撞毁卫星。随着轨道下沉，氢氧发动机最后将进入大气层烧毁。

对通信卫星来说，星箭分离以后，运行在地球同步转移轨道上的卫星，其姿态调整、轨道参数测量及轨道微调则由地面测控中心和地面测控站来进行监管。

氢氧发动机神秘在哪里？

以液氢和液氧为推进剂的液体火箭，是典型的低温高能发动机。液氢和液氧不仅燃烧值较高，而且燃烧生成的废气是水蒸气，不污染环境。但是要贮存和使用这种绿色能源，必须解决一系列的技术难题，因此，目前世界上只有美、俄、中、日等4个国家和欧洲航天局拥有氢氧发动机。

我国携有氢氧发动机的四种运载火箭均跻身国际一流行列，其发射成功率达94%，亦居于世界一流水平。

现在，新一代运载火箭正在研制并即将在天津生产，其中就有推力更大的氢氧发动机。届时，我国航天事业的发展将更加光明。