航天科普：长征三号乙运载火箭

长征三号乙（代号：CZ-3B）是上世纪90年代末，中国航天科技集团公司所属中国运载火箭技术研究院研制的一型三级液体捆绑火箭，主要用于发射地球同步转移轨道重型卫星、轻型卫星、一箭多星、北斗导航卫星及其它轨道卫星的发射。

长征三号乙是在长征三号甲（CZ-3A）和长征二号E（CZ-2E）火箭的基础上研制的，以长征三号甲（CZ-3A）作为芯级，捆绑四枚2.25米直径液体助推器构成，助推器及其捆绑结构则与长征二号E基本相同。长征三号乙于1989年7月开始总体方案设计，1996年2月15日首次发射失败，1997年8月20日第二次发射成功。

长征三号乙是我国用于商业发射服务的主力火箭。该火箭不仅有效提高了长征三号系列火箭高轨道的运载能力，还形成了完整系列。

2021年12月30日00时43分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将通信技术试验卫星九号发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。

我国为了适应重型卫星（通信卫星、导航卫星等）的发射需求，在长征三号运载火箭研制成功后，就开始论证研制运载能力更大的长征三号甲运载火箭。长征三号甲于1985年3月开始方案论证，1986年4月正式研制。

在实施长征三号甲研制之后不久，在满足国内卫星发射任务的同时，中国航天科技集团公司又着眼进入国际商业航天发射市场，适时启动了长征三号乙运载火箭的研制。

1989年7月，中国运载火箭技术研究院开始长征三号乙火箭的总体方案设计。

长征三号乙的设计指标显示，其主要任务是发射地球同步转移轨道的重型卫星，亦可进行轻型卫星的一箭多星发射或发射其它轨道的卫星。长征三号乙的地球同步转移轨道运载能力为5.0吨。推销发射的发射费用为5600万美元，计划商业发射费用为7000～8000万美元（1993年币值）。

1993年2月1日，国防科工委正式批准长征三号乙火箭立项研制。长征三号乙以长征三号甲火箭为芯级，芯一级火箭四周捆绑了四个液体火箭助推器，能够将5吨左右的有效载荷送入36000千米的地球同步转移轨道，长三乙也由此成为当时我国运载能力最大的运载火箭。

1996年2月15日，长征三号乙运载火箭首次发射国际708通信卫星，由于一个焊点虚接导致平台的一个电子元器件失效，使得惯性基准倾斜，火箭按错误发出的姿态矫正信号进行姿态矫正，导致火箭在飞行22秒以后，触地爆炸，首飞失败。在首飞失败以后，中国运载火箭技术研究院用了半年多的时间来进行故障调查、试验验证等工作，对火箭进行改进提升。

1997年8月20日，第二枚长征三号乙火箭在西昌卫星发射中心再次起飞，把美国劳拉公司为菲律宾制造的“马步海”号卫星顺利送入远离地球数万公里的地球同步转移轨道。

1997年10月17日，第三枚长征三号乙火箭在西昌卫星发射中心发射成功，又把美国劳拉公司为亚太卫星公司生产的“亚太2Ｒ”卫星精确地送入了地球同步转移轨道。

2021年9月27日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭发射试验十号卫星。

10月24日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，将实践二十一号卫星发射升空。

11月27日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，将“中星1D”卫星发射升空。

长征三号乙运载火箭主要用于发射地球同步轨道卫星，其运载能力达到5.5吨，是中国用于商业卫星发射服务的主力火箭。长三乙火箭还可执行其它轨道要求的任务，并且还可满足有效载荷调姿、再定向和起旋要求，以及双星和多星发射的要求等。长三乙火箭可提供多种整流罩以适应不同用户的需要。

长征三号乙全箭由箭体结构、动力系统、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、低温推进剂利用系统、分离系统以及辅助系统等组成。

箭体结构

一子级

一子级上部是装有四氧化二氮（N2O4）的氧化剂箱，下部是装有偏二甲肼（UDMH）的燃烧剂箱，总长24.76米（为增强型数据，标准型为23.272米）。一子级装配的发动机是由四台推力为75吨的YF-75型火箭发动机并联而成。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。

助推器

每枚助推器捆长16.094米（为增强型数据，标准型为15.326米），上部是装有液体四氧化二氮（N2O4）的氧化剂箱，下部是装有液体偏二甲肼（UDMH）的燃烧剂箱，并在尾部各安装了一个尾翼。四个助推器各配有一台推力为75吨的YF－51型发动机，喷管固定不摆。

二子级

二子级长9.943米，上部是装有液体四氧化二氮（N2O4）的氧化剂箱，下部是装有液体偏二甲肼（UDMH） 的燃烧剂箱。二子级装配有75吨推力的发动机（主发动机）和带四个小喷管、推力为4.8吨的游动发动机。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

三子级长12.375米，上部是装有液氢（LH2）的燃烧剂箱，下部是装有液氧（LOX）的氧化剂箱。三子级采用的是氢氧发动机，具有二次启动能力，由两台独立的单管发动机并联而成，每台推力8吨，可在伺服机构的带动下双向摆动，最大综合摆角4度，控制三子级箭体飞行姿态。

卫星整流罩

在火箭飞行穿过大气层这段过程中，火箭顶部的卫星整流罩保护卫星免受来自大气层的各种干扰。卫星整流罩为卫星提供了一个良好的环境。长征三号乙火箭的卫星整流罩由端头帽、双锥段、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。双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双锥段上开口。长三乙火箭整流罩长9.56米，最大外直径4.0米，其静包络最大直径为3.65米。

星箭接口

长征三号乙火箭可以提供多种机械接口，但一般来说，提供标准的机械接口。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。

系列型号

标准型

长征三号乙标准型火箭共有2种构型：长征三号乙标准型（CZ-3B）、长征三号乙改一型（CZ-3B/G1）。

标准型火箭现已停产，后续发射任务由长征三号乙增强型承担。

长征三号乙标准型

长征三号乙标准型（CZ-3B）火箭芯一级与助推器为不加长状态，使用4000F型整流罩，控制系统为平台+激光惯组主从冗余方案。

火箭全长54.838米，一、二子级直径3.35米、助推器直径2.25米，三子级直径3.0米，整流罩直径4.0米，起飞质量425.8吨，标准GTO运载能力为5.1吨。

长征三号乙运载火箭于1996年2月15日首次飞行发射国际708通信卫星失败，火箭起飞22秒后触地爆炸。在1997年8月和10月则成功地发射了菲律宾马部海卫星和亚太二号R卫星。

长征三号乙改一型

长征三号乙改一型（CZ-3B/G1）是在长征三号标准型的基础上，采用起飞滚转定向、双向风补偿、三级一次工作、串联式双星分离，使用3700Z加长型（3700ZS型）双星整流罩。

火箭全长57.056米，整流罩直径3.7米。

长征三号乙改一型执行过Y14、Y15两发北斗双星发射任务。

增强型

长征三号乙增强型火箭（CZ-3B/E）是在标准型（CZ-3B）的基础上改进而来的，其加长了芯级和助推器，GTO运载能力有所提升。共有4种构型：长征三号乙改二型（CZ-3B/G2）、长征三号乙改三型（CZ-3B/G3）、长征三号乙改三Z型/远征一号（CZ-3B/YZ-1）和长征三号乙改五型（CZ-3B/G5）。

长征三号乙改二型

长征三号乙改二型（CZ-3B/G2）是在长征三号标准型的基础上，芯一级加长1.488米，助推器加长0.768米，采用长征二号F的二级发动机，二级结构得到加强，同时使用4000F型整流罩。控制系统有两种状态可选：平台+激光惯组主从冗余方案；双激光惯组主从冗余/卫星导航复合制导方案。

火箭全长56.326米，整流罩直径4.0米，起飞质量458.97吨，标准地球同步转移轨道运载能力为5.5吨，地月转移轨道（TLI）运载能力达到3.78吨。

长征三号乙改二型于2007年5月14日首次成功发射尼日利亚通信卫星一号，并于2013年12月2日成功发射了我国自主研发的嫦娥三号月球探测器。

长征三号乙改三型

长征三号乙改三型（CZ-3B/G3）继承了改二型的基本状态，使用4200F型整流罩，控制系统为双激光惯组/卫星导航复合制导，运用了遥测图像实时传输技术，飞行可靠性达到0.942。

火箭全长56.542米，整流罩直径4.2米，标准GTO运载能力为5.4吨。

长征三号乙改三型于2011年9月19日首次成功发射中星一号A。

长征三号乙改三Z型

长征三号乙改三Z型（CZ-3B/G3Z）继承了改三型的基本状态，使用4200Z型整流罩，采用1194A卫星支架，安装姿控发动机和姿控贮箱。该构型通常与远征一号上面级相配合。火箭全长57.126米，整流罩直径4.2米，标准GTO运载能力为5.2吨。

长征三号乙/远征一号

长征三号乙/远征一号（CZ-3B/YZ-1）即长征三号乙改三Z型+远征一号。是在长征三号乙改三Z型火箭的基础上，加装了我国自主研制的远征一号上面级，形成了一个四级火箭。该火箭主要用于执行北斗卫星的“一箭双星”直接入轨发射任务。

长征三号乙/远征一号21500公里中地球轨道（MEO）运载能力为2.2吨，远征一号上面级按照MEO双星发射的状态，运载能力可以达到1100公斤/星。

长征三号乙/远征一号于2015年7月25日首次成功发射两颗新一代北斗导航卫星。

长征三号乙改五型

长征三号乙改五型（CZ-3B/G5）是在长征三号乙改三Z型火箭基础上，通过发射轨道优化设计、新研4200ZL 整流罩（整流罩加长了900毫米）、控制系统采用迭代+摄动制导方案、应用主动减载技术、采用火箭全方位起飞滚装定向方案、研制2334A 接口卫星支架和星箭解锁装置等措施，从而能够包络更大的卫星。

该构型不仅能够发射地球同步转移轨道有效载荷，还将覆盖太阳同步轨道有效载荷的发射任务，500公里太阳同步轨道运载能力达到4.5吨。

长征三号乙改五型于2020年12月6日首飞成功发射高分十四号卫星。

2021年2月4日23时36分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将通信技术试验卫星六号发射升空，卫星进入预定轨道。

2022年4月15日20时，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将中星6D卫星发射升空。卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。此次任务是长征系列运载火箭第415次飞行。

长征三号乙运载火箭的研制中灵活地采用了模块化、系列化、通用化（三化） 的设计思想，使用了多项成熟技术，如大推力氢氧发动机技术、四轴平台技术、冷氦加温增压技术、氢能源气动机伺服机构等。

长征三号乙火箭的研制成功，使我国运载火箭的地球同步转移轨道运载能力得到补充和加强，不仅可以满足发射我国大型通信卫星平台的需要，也提高了我国运载火箭的适应性，为卫星的设计提供较宽松的环境，增强了在国际商用发射市场上的竞争能力。

长征三号乙火箭从其研制成功的上世纪世纪90年代至21世纪初期，是我国运载能力最大的火箭，其技术水平和运载能力达到了当时的世界先进水平。