航天科普：“长征”三号运载火箭
长征三号（代号：CZ-3）是20世纪70～80年代我国自行研制的一型三级液体运载火箭，该型火箭为发射地球同步轨道通信卫星而研制。
长征三号以长征二号丙火箭为原型增加了氢氧第三级，1978年启动研制；1984年1月29日首次发射因第三级故障卫星未入轨；1984年4月8日长征三号成功发射中国第一颗通信卫星东方红二号；1990年4月7日长征三号成功将美国休斯公司亚洲一号卫星送入地球同步转移轨道，中国航天开始进入国际航天发射市场。
长征三号是中国火箭发展史上的一个重要里程碑，该火箭首次采用了液氢和液氧作为第三级火箭推进剂，首次实现了火箭的多次启动，首次将有效载荷送入地球同步转移轨道。长征三号运载火箭的研制成功使中国成为世界上第四个具有地球同步卫星发射能力的国家
地球静止轨道距地面3.6万千米，掌握地球静止轨道发射技术，发射同步定点通信卫星，是航天技术的新飞跃。
20世纪60～70年代，由于地球静止轨道同步通信卫星具有的优越性，美国、苏联和欧洲竞相发展大推力运载火箭发射通信卫星。1964年美国首先发射了地球同步轨道卫星；随后苏联也发射了大椭圆轨道通信卫星；1974年欧洲发射了第一颗地球同步轨道卫星。
1970年4月24日中国第一颗人造卫星“东方红”一号发射成功后，20世纪70年代中期，为了完善中国的通信系统建设，促进航天与电子技术的发展，中共中央决定实施卫星通信工程。
1975年3月，国务院批准作为卫星通信工程重要组成的长征三号运载火箭立项研制。
1977年9月，研制通信卫星及其运载工具长征三号运载火箭（代号CZ-3）工程，被列为航天工业的三项重点之一。
1978年，长征三号启动方案设计。
1980年，长征三号开始进入初步设计。
1984年1月29日，长征三号首次发射，因第三级二次启动后未能正常工作，卫星没有进入转移轨道，仅进行了通信试验[2]。
1984年4月，长征三号发射中国第一颗通信卫星东方红二号成功，标志着中国首期卫星通信工程系统投入运营。
20世纪80年代中期，由于国家经济建设的快速发展，原第一期卫星通信工程不能满足卫星通信事业发展需要。
1986年2月，中共中央决定开展第二期卫星通信工程，同时为了投入国际卫星发射服务市场，提高长征火箭的竞争力，需要性能更好的新型火箭。因此，当月长征三号甲（CZ-3A）正式立项研制。
1990年4月7日，长征三号首次执行外星发射服务合同，成功发射了美国制造的亚洲一号卫星，卫星入轨精确位置数据实际只偏差了9千米。
1994年2月8日，长征三号甲将两颗卫星送入预定轨道，首次发射成功。
长征三号甲系列型号有：长征三号甲（CZ-3A）、长征三号乙（CZ-3B）、长征三号丙（CZ-3C）
长征三号（CZ-3）是一枚三级液体运载火箭，主要用于发射地球同步轨道（GTO）有效载荷，其GTO运载能力为1.45吨，全箭起飞质量204吨，全长44.56米，一、二子级直径3.35米、三子级直径2.25米，卫星整流罩最大直径3.0米。一子级和二子级使用偏二甲肼和四氧化二氮作为推进剂，三子级则使用效能更高的液氢和液氧。
长征三号全箭由一子级、二子级、三子级和卫星整流罩等箭体结构及箭上的推进系统、控制系统、遥测系统、外测安全系统、滑行段推进剂管理与姿态控制系统等组成。
长征三号一、二级之间的分离采用热分离方式。三级和卫星星箭分离有两种方式，可以采用反推火箭，也可以采用分离弹簧。发射国内卫星时，包带解锁后，安装在三子级后短壳上的反推火箭点火，使三子级减速，实现分离。发射外国卫星时，应用户要求，采用了分离弹簧。
箭体结构
一子级
一子级上部是装有液体氧化剂箱，下部是装有液体燃烧剂箱。一子级装配发动机组由四台推力为75吨的液体发动机并联而成。每台发动机的喷口可以在伺服机构的带动下单向摆动以控制火箭飞行的姿态，最大的摆动角为10度。
二子级
二子级上部是装有液体的氧化剂箱，下部是装有液体燃烧剂箱。二子级装配有75吨推力发动机，是由主发动机和带四个小喷管、推力为4.8吨的游动发动机组成的。主发动机喷管固定不动，游动发动机喷管可作单向摆动，最大摆角60度，以控制箭体飞行姿态。
三子级
三子级上部是装有液氢的燃烧剂箱，下部是装有液氧的氧化剂箱。三子级氢氧发动机，具有二次启动能力，由两独立的单管发动机并联而成。
整流罩
长征三号的卫星整流罩由端头帽、前锥段、圆柱段和倒锥段组成。端头帽由玻璃钢纤维材料制成，具有良好的无线电透波性。前锥段和圆柱段是由金属蜂窝材料制成，倒锥段由化铣合金材料制成。如果需要，无线电透波窗口和操作窗口可以在柱段和前锥段上开口。长征三号整流罩长6.540米，最大外直径3.0米，其静包络最大直径为2.7米。
星箭对接
长征三号可以采用标准机械接口。卫星的下端框与火箭的有效载荷支架的上端框对接，通过包带来锁紧。
制导系统
长征三号的制导和控制系统由制导系统和姿态控制系统组成。
制导系统采用平台-计算机方案，其任务是发出各级关机（起动）指令，并在二、三级飞行期间进行法向、横向导引计算，将结果输往姿态控制系统。
火箭的正常关机出现故障时，采用下列保护措施：第一级用耗尽关机；第二级采用判别X向加速度计输出脉冲个数进行关机；第三级第一飞行段采用定时关机；第三级第二飞行段采用判别Y向加速度计脉冲个数进行关机；末速修正段采用定时关机。
姿态控制
长征三号的姿态控制系统采用平台速率陀螺网络、摇摆发动机控制方案，由三轴稳定平台、速率陀螺、变换放大器、开关放大器和伺服机构等组成。在第三级第一次工作段和第二次工作段由伺服机构带动发动机摇摆，实现姿态控制，而在滑行段则由开关放大器控制无水肼喷管的工作，实现姿态控制。
长征三号运载火箭参数 ：
一子级
二子级
三子级
推进剂
N2O4/UDMH
N2O4/UDMH
LOX/LH2
发动机型号
YF-21B
YF-24D
YF-73
推力（千牛）
2962
742.04（主机）
46.09（游动发动机）
44.43
发动机比冲（牛*秒/千克）
2550
2922.4（主机）
2761.6（游动发动机）
4119
箭体直径
3.35米
3.35米
2.25米
箭体长度
20.588米
7.520米
9.689米
整流罩直径
3.0米
整流罩长度
6.540米
火箭全长
44.56米
起飞质量
204吨
长征三号的发射费用在世界各国中是最低的，每发火箭的发射费约3500万美元（1993～1994年价格）。长征三号的研制成功，表明我国火箭技术的提高，是我国火箭发展史上的一个重要里程碑。长征三号首次采用了液氢和液氧作为火箭推进剂，首次实现了火箭的多次启动，首次将有效载荷送入地球同步转移轨道。
长征三号系列火箭作为一种有前途的商用运载火箭，还必须不断完善可靠性设计，严格生产过程的质量控制，不断提高火箭的可靠性和发射成功率。该系列火箭具有良好的发展潜力，对现有设计稍加优化与减重处理就可以提高运载能力250千克，使长征三号乙的标准GTO运载能力达到5.3吨。如果再将其芯一级加长1.5米，助推器相应加长0.7米，则可使其标准GTO运载能力提高到5.6吨；也可将现有的助推器增加两个或将现有4个助推器加长一倍，其余部分不作改变，则可以形成标准GTO运载能力达6.5～7.0吨的重型运载火箭；更长远的设想可以加大箭体直径到5.0米左右，全部更换成无毒无污染的液体推进剂，组成低轨道运载能力达24吨左右的一级半新型火箭，再加上现有长征三号甲的三子级（直径从3.0米增大到5.0米），则可构成标准GTO运载能力约14吨的二级半新的重型运载火箭，国际竞争能力将显著增强。
