原標(biāo)題：

Review and Prospect of LM-3A Series Launch Vehicle As Space Express for BDS

【灰色（）的內(nèi)容均為譯者的注釋、添加的必要內(nèi)容和進(jìn)一步解釋，以便讀者的閱讀和理解】

摘要：

? ? ? ? 我國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座（BeiDou Navigation Satellite System，簡(jiǎn)稱BDS）的所有衛(wèi)星【包括北斗一號(hào)系列（BDS-1系）、北斗二號(hào)系列（BDS-2系）和北斗三號(hào)系列（BDS-3系）】均由長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭發(fā)射【長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭系列包括長(zhǎng)征三號(hào)甲子系列（LM-3A系或CZ-3A系）、長(zhǎng)征三號(hào)乙子系列（LM-3B系或CZ-3B系）和長(zhǎng)征三號(hào)丙子系列（LM-3C系或CZ-3C系）】，所以長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭也被稱為“北斗的快車”。在北斗導(dǎo)航系統(tǒng)項(xiàng)目26年的發(fā)展中，長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭取得了一系列關(guān)鍵技術(shù)的突破，GTO（Geostationary Transfer Orbit，地球同步轉(zhuǎn)移軌道）、IGTO（Inclined Geostationary Transfer Orbit，傾斜地球同步轉(zhuǎn)移軌道）和MTO（Medium Earth Transfer orbit，中地球轉(zhuǎn)移軌道）等軌道的運(yùn)載能力不斷提高，從最初的一箭將一顆北斗1號(hào)衛(wèi)星送入GTO，到現(xiàn)在的一箭將兩顆北斗3號(hào)衛(wèi)星送入GTO、一箭搭配上面級(jí)將兩顆北斗3號(hào)衛(wèi)星直接送入MEO（Medium Earth orbit，中地球軌道）。44次長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭的發(fā)射，59顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星全部進(jìn)入預(yù)定軌道，成功率100%，這是在世界上絕無僅有的（GPS-I的發(fā)射失敗了1次，GPS-II的發(fā)射失敗了1次，GPS-III工作星尚未部署完成。GPS，Global Positioning System?navigation satellites，全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)；Galileo的發(fā)射截止目前部分失敗了1次。Galileo，伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)；GLONASS-II系的發(fā)射失敗了2次，GLONASS-M的發(fā)射失敗了2次。GLONASS，системный номер, номер по наземному комплексу управления，格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）。

引言：

? ? ? ? 2020年6月23日，第55顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星（除前四顆用于實(shí)驗(yàn)的BDS-1A、BDS-1B、BDS-1C和BDS-1D），也就是北斗三號(hào)系統(tǒng)的最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星——BeiDou-3 G3（北斗三號(hào)，GEO第3星），由長(zhǎng)征三號(hào)乙遙68運(yùn)載火箭從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功2號(hào)工位成功發(fā)射，這標(biāo)志著我國(guó)全球?qū)Ш较到y(tǒng)部署順利完成。

? ? ? ? 按照“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略，我國(guó)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)分為三個(gè)階段，即BDS-1階段、BDS-2階段和BDS-3階段。為長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭共進(jìn)行了44次發(fā)射，包括為BDS-1階段進(jìn)行的4次發(fā)射、為BDS-2階段進(jìn)行的18次發(fā)射和為BDS-3階段進(jìn)行的22次發(fā)射，發(fā)射成功率為100%。

? ? ? ? 長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭有三個(gè)子系列，長(zhǎng)征三號(hào)乙和長(zhǎng)征三號(hào)丙是在長(zhǎng)征三號(hào)甲的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，分別有4個(gè)和2個(gè)捆綁式助推器。長(zhǎng)征三號(hào)乙和長(zhǎng)征三號(hào)丙也有一些衍生構(gòu)型。長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭共有七種配置用于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)，即長(zhǎng)征三號(hào)甲、長(zhǎng)征三號(hào)乙改一、長(zhǎng)征三號(hào)乙改二、長(zhǎng)征三號(hào)乙/遠(yuǎn)征一號(hào)、長(zhǎng)征三號(hào)丙、長(zhǎng)征三號(hào)丙改二和長(zhǎng)征三號(hào)丙/遠(yuǎn)征一號(hào)。

? ? ? ? 本文簡(jiǎn)要介紹了長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭，總結(jié)了近26年來北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)項(xiàng)目的技術(shù)進(jìn)步，并對(duì)其未來的技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了展望。

長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭簡(jiǎn)介

? ? ? ? 長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭是三級(jí)（長(zhǎng)征三號(hào)乙和長(zhǎng)征三號(hào)丙為三級(jí)半）液體推進(jìn)劑中型運(yùn)載火箭，主要用于發(fā)射MEO、GTO和深空載荷。長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭也配備了為其研制的具有兩次起動(dòng)能力的三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)YF-75。

? ? ? ?火箭是按照“三級(jí)構(gòu)型成熟后再捆綁助推器，堅(jiān)持“系列化、組合化、通用化、協(xié)同發(fā)展”的總體綱領(lǐng)逐步發(fā)展起來的。系列化的第一步以長(zhǎng)征二號(hào)丙為基礎(chǔ)，加上為長(zhǎng)征三號(hào)甲研制的液氫液氧三級(jí)。在長(zhǎng)征三號(hào)甲的基礎(chǔ)上，研制了長(zhǎng)征三號(hào)乙和長(zhǎng)征三號(hào)丙，分別裝有四個(gè)和兩個(gè)捆綁式助推器。

? ? ? ? 中國(guó)新一代通信衛(wèi)星系統(tǒng)工程設(shè)想于1986年2月。作為該項(xiàng)目的一部分，長(zhǎng)征三號(hào)甲的研制正式啟動(dòng)。在繼承長(zhǎng)征三號(hào)火箭成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上，我們又在一百多個(gè)項(xiàng)目上取得了扎實(shí)的技術(shù)突破，使我國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)發(fā)展到更高的水平，我國(guó)用于GTO任務(wù)的運(yùn)載火箭運(yùn)載能力更是達(dá)到了2.6噸的新水平。長(zhǎng)征三號(hào)甲的主要發(fā)射任務(wù)包括東方紅三號(hào)系列平臺(tái)通信衛(wèi)星、北斗一號(hào)、北斗二號(hào)-IGSO、嫦娥一號(hào)月球軌道飛行器、風(fēng)云二號(hào)氣象衛(wèi)星（風(fēng)云有時(shí)用FY作為簡(jiǎn)寫）等。2007年10月10日，中國(guó)首個(gè)月球軌道飛行器——嫦娥一號(hào)成功由長(zhǎng)征三號(hào)甲發(fā)射升空。長(zhǎng)征三號(hào)甲共發(fā)射了12顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，且截止目前的27次發(fā)射全部保持100%成功率。

? ? ? ? 長(zhǎng)征三號(hào)乙是在長(zhǎng)征三號(hào)甲的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，對(duì)第三級(jí)進(jìn)行了改進(jìn)，并增加了4個(gè)捆綁式助推器。經(jīng)過多年的改進(jìn)，長(zhǎng)征三號(hào)乙有長(zhǎng)征三號(hào)乙改一、長(zhǎng)征三號(hào)乙改五等共有5種改進(jìn)型。但在1996年2月15日，長(zhǎng)征三號(hào)乙的首飛——Intelsat-708任務(wù)發(fā)射失敗，在此之后，我們對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量進(jìn)行了全面的整改。整改后，長(zhǎng)征三號(hào)乙成功地完成了許多國(guó)際商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)，包括Mabuhay、亞太二號(hào)、中衛(wèi)一號(hào)、鑫諾一號(hào)和亞太六號(hào)等，為中國(guó)贏得國(guó)際航天商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)一定的地位。長(zhǎng)征三號(hào)乙及其改進(jìn)型是長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭家族的主力軍，主要用于發(fā)射地球同步軌道通訊衛(wèi)星、北斗二號(hào)-MEO衛(wèi)星、北斗三號(hào)衛(wèi)星、風(fēng)云四號(hào)氣象衛(wèi)星等，長(zhǎng)征三號(hào)乙曾于2013年12月2日將嫦娥三號(hào)送入太空，為月球軟著陸、探測(cè)和地面測(cè)量奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2018年12月2日，長(zhǎng)征三號(hào)乙還將嫦娥四號(hào)送入太空，這成為世界上有史以來第一個(gè)在月球背面軟著陸的探測(cè)器。截至2020年12月，長(zhǎng)征三號(hào)乙已成功完成72次發(fā)射。

? ? ? ? 為了發(fā)射中國(guó)第一代中繼衛(wèi)星星座，我們研制了長(zhǎng)征三號(hào)丙。2008年4月25日，天鏈一號(hào)01星隨著長(zhǎng)征三號(hào)丙的首飛從而成功進(jìn)入預(yù)定軌道，標(biāo)志著我國(guó)在非四對(duì)稱火箭設(shè)計(jì)上取得了突破性進(jìn)展，使我國(guó)高軌道發(fā)射能力的分配更加合理。實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭的實(shí)際系列化和組合化進(jìn)一步提高。長(zhǎng)征三號(hào)丙可以將約3.9噸的有效載荷送到GTO。截至2020年12月，長(zhǎng)征三號(hào)丙17次發(fā)射任務(wù)全部成功。

? ? ?? ?長(zhǎng)征三號(hào)甲、長(zhǎng)征三號(hào)乙、長(zhǎng)征三號(hào)丙的起飛質(zhì)量分別為243噸、456噸和366噸?？傞L(zhǎng)度分別為52.5米、56.5米和56.3米。助推器的直徑均為2.25米。一級(jí)和二級(jí)的直徑均為3.35米，三級(jí)直徑3米。有效載荷整流罩直徑分別為3.35米、4.2米和4米。一級(jí)、二級(jí)和助推器的發(fā)動(dòng)機(jī)使用偏二甲肼/四氧化二氮作為推進(jìn)劑。三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)采用低溫燃料，液氫液氧作為推進(jìn)劑。

北斗一號(hào)相關(guān)項(xiàng)目的技術(shù)發(fā)展

? ? ? ? 1994年，經(jīng)過充分評(píng)估，BDS-1項(xiàng)目，一個(gè)由兩顆衛(wèi)星組成的主動(dòng)定位實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)被批準(zhǔn)啟動(dòng)。北斗一號(hào)衛(wèi)星以東方紅三號(hào)平臺(tái)為基礎(chǔ)進(jìn)行研發(fā)，質(zhì)量為2300kg，目標(biāo)發(fā)射軌道為GTO。當(dāng)時(shí)的長(zhǎng)征三號(hào)和長(zhǎng)征三號(hào)甲是中國(guó)的高軌道發(fā)射主力軍。由于長(zhǎng)征三號(hào)運(yùn)載火箭的GTO運(yùn)載能力僅有1400kg，所以長(zhǎng)征三號(hào)甲成為了北斗一號(hào)唯一的選擇。

? ? ? ??長(zhǎng)征三號(hào)甲運(yùn)載火箭在發(fā)射北斗一號(hào)前，已經(jīng)成功完成了三次東方紅三號(hào)平臺(tái)的發(fā)射。第一次搭載北斗一號(hào)衛(wèi)星的是長(zhǎng)征三號(hào)甲遙五。

? ? ? ??長(zhǎng)征三號(hào)甲遙五、遙六、遙七、遙十二共發(fā)射了4顆北斗一號(hào)衛(wèi)星，發(fā)射均取得圓滿成功。長(zhǎng)征三號(hào)甲采用冗余速率陀螺儀，邁出了冗余設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的第一步。遙測(cè)系統(tǒng)將s波段的傳輸速率提高到2Mbit/s，數(shù)據(jù)傳輸能力是以前的三倍，且大大提高了數(shù)據(jù)采集能力。

北斗二號(hào)相關(guān)項(xiàng)目的技術(shù)發(fā)展

? ? ? ? BDS-2是一個(gè)區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，有16顆衛(wèi)星在GEO、IGSO和MEO中運(yùn)行，需要14次發(fā)射才能完成部署。從2017年4月發(fā)射的BDS-2實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星開始，LM-3A系列便開始為BDS-2項(xiàng)目執(zhí)行發(fā)射任務(wù)。

? ? ? ? ①長(zhǎng)征三號(hào)甲運(yùn)載火箭

? ? ? ??長(zhǎng)征三號(hào)甲遙十三在發(fā)射BDS-2實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星時(shí)實(shí)現(xiàn)了8個(gè)“第一”，即：第一次采用遙控模型發(fā)射，第一次使用西昌衛(wèi)星發(fā)射中心的3號(hào)發(fā)射臺(tái)發(fā)射，第一次應(yīng)用升空滾轉(zhuǎn)技術(shù)，第一次預(yù)先設(shè)定了全年的軌道供選擇，第一次采用雙向風(fēng)力補(bǔ)償算法，第一次采用第三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)一次啟動(dòng)模式，第一次采用東南飛行方向，第一次采用新的殘骸落區(qū)。?

? ? ? ? 第一，這是第一次為長(zhǎng)征三號(hào)甲設(shè)計(jì)向東南方向的發(fā)射路線。重新繪制了運(yùn)載火箭飛行軌跡和每個(gè)分級(jí)的落區(qū)，對(duì)陸地的影響區(qū)更小了。二級(jí)落區(qū)被規(guī)劃到了海上，使火箭發(fā)射更加安全，殘骸落區(qū)問題得到改善。向東南方向的新軌道滿足了向IGSO和MEO部署衛(wèi)星的運(yùn)載能力，為BDS-2的成功組網(wǎng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

? ? ? ? 其次，這是使用雙向風(fēng)力補(bǔ)償算法的第一個(gè)突破。通過引入三種不同的典型風(fēng)場(chǎng)，通過優(yōu)化首級(jí)飛行段的俯仰角和偏航角，減小了由迎風(fēng)引起的攻角和側(cè)滑角，有效地降低了氣動(dòng)負(fù)載。雙向風(fēng)補(bǔ)償技術(shù)不僅保證了火箭飛行的安全性和可靠性，而且提高了火箭發(fā)射的放行率。

? ? ? ? 第三，長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭率先采用升空滾轉(zhuǎn)技術(shù)。采用地面固定瞄準(zhǔn)方向，飛行時(shí)滾轉(zhuǎn)，解決了與彈道不一致時(shí)的瞄準(zhǔn)方向問題，避免了地面發(fā)射場(chǎng)的重建，充分利用了發(fā)射場(chǎng)現(xiàn)有的資源。合理可靠的滾轉(zhuǎn)程序角設(shè)計(jì)，使長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭具有不同飛行方向的發(fā)射能力，滿足BDS-2工程星座任務(wù)與其他任務(wù)的要求。

? ? ? ? 滾轉(zhuǎn)技術(shù)使得繼續(xù)使用現(xiàn)有的光學(xué)瞄準(zhǔn)方法成為可能。機(jī)載慣性平臺(tái)對(duì)準(zhǔn)可用的瞄準(zhǔn)方位角，然后向慣性平臺(tái)的滾轉(zhuǎn)通道施加陀螺力矩，使平臺(tái)對(duì)準(zhǔn)實(shí)際飛行方位角?；鸺龔陌l(fā)射臺(tái)升空后，通過讓火箭滾轉(zhuǎn)，將火箭的第一和第三象限軸調(diào)整到預(yù)期的平面。充分論證了成熟的設(shè)計(jì)方法和結(jié)果，火箭經(jīng)過滾轉(zhuǎn)和定向后的狀態(tài)與預(yù)期狀態(tài)一致，驗(yàn)證了發(fā)射和飛行的可靠性。

? ? ? ??最后一項(xiàng)新技術(shù)，單次點(diǎn)火運(yùn)行模式首次用于第三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)。以前采用兩次啟動(dòng)的方式，衛(wèi)星與火箭分離后將位于澳大利亞中部上空，需要在澳大利亞領(lǐng)水附近部署空間跟蹤船，或者需要租用國(guó)外測(cè)控站，這兩種方式都是復(fù)雜而困難的測(cè)控方式。通過單次點(diǎn)火方案，只需要一艘測(cè)控船就可以滿足飛行段測(cè)控任務(wù)的要求，大大簡(jiǎn)化了測(cè)控計(jì)劃，提高了可行性和經(jīng)濟(jì)性。為該項(xiàng)目的順利實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。

? ? ? ? 長(zhǎng)征三號(hào)甲供向MEO發(fā)射了一顆BDS-2實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，向IGSO發(fā)射了7顆BDS-2衛(wèi)星。

? ? ?? ?②長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭

? ? ? ? 一顆BDS-2衛(wèi)星的重量超過2噸，長(zhǎng)征三號(hào)甲可以滿足IGSO的發(fā)射要求。但是使用一發(fā)長(zhǎng)征三號(hào)甲發(fā)射一顆MEO BDS-2衛(wèi)星過于“奢侈”，因此用一枚長(zhǎng)征三號(hào)乙發(fā)射兩顆MEO BDS-2衛(wèi)星更具有經(jīng)濟(jì)性。

? ? ? ? ? 根據(jù)任務(wù)需要，新開發(fā)的長(zhǎng)征三號(hào)乙改一將整流罩直徑從4米改為3.7米，可以發(fā)射兩顆BDS-2衛(wèi)星。在大型串列雙星外支撐技術(shù)、整體提升低溫上級(jí)設(shè)備艙設(shè)計(jì)技術(shù)、雙星聯(lián)合作業(yè)工藝優(yōu)化技術(shù)、串列雙星分離設(shè)計(jì)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)上取得突破。新的火箭型號(hào)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)火箭運(yùn)力搭配的空白，使一枚火箭能夠發(fā)射兩顆高軌道衛(wèi)星。

? ? ? ? 這是首次采用串聯(lián)雙星外支撐技術(shù)。對(duì)火箭結(jié)構(gòu)外形進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低了飛行中的氣動(dòng)壓力，提高了運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力。新的分離系統(tǒng)設(shè)計(jì)降低了發(fā)射場(chǎng)操作的復(fù)雜性，提高了運(yùn)載火箭的模塊化水平。串列雙星的外部支撐結(jié)構(gòu)如下所示。

? ? ? ? ③長(zhǎng)征三號(hào)丙運(yùn)載火箭

? ? ? ? 長(zhǎng)征三號(hào)丙是我國(guó)第一枚非四邊形對(duì)稱的大型液體燃料火箭。俯仰和偏航通道的氣動(dòng)特性與之前的火箭有很大的不同。我們對(duì)姿態(tài)控制系統(tǒng)重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)。長(zhǎng)征三號(hào)丙也是中國(guó)第一個(gè)裝有兩個(gè)助推器的火箭型號(hào)。

? ? ? ? ④其他技術(shù)發(fā)展

? ? ? ? 在BDS-2項(xiàng)目中，LM-3A系列運(yùn)載火箭采用了基于雙SIMU和GNSS的組合導(dǎo)航系統(tǒng)，大大提高了飛行可靠性和軌道注入精度。衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)采用了三模塊冗余設(shè)計(jì)，同時(shí)支持GPS、GLONASS和BDS-2衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。GTO的注入精度由幾十公里提高到10公里。

? ? ? ? 由于測(cè)控船數(shù)量和位置的限制，發(fā)射地球同步軌道衛(wèi)星的運(yùn)載火箭在飛行過程中存在傳輸盲區(qū)，地面無法實(shí)時(shí)獲取信息。但利用中繼通信衛(wèi)星系統(tǒng)可以克服這一缺陷，使所有發(fā)射時(shí)段的遙測(cè)數(shù)據(jù)都能實(shí)時(shí)接收。長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭開創(chuàng)了中國(guó)運(yùn)載火箭使用天基遙測(cè)技術(shù)的先河。遙測(cè)數(shù)據(jù)通過中繼衛(wèi)星實(shí)時(shí)傳輸，降低了測(cè)量船的壓力，為中國(guó)運(yùn)載火箭空間遙測(cè)技術(shù)的應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)，有效保障了BDS-2工程高發(fā)射任務(wù)的順利實(shí)施。

北斗三號(hào)相關(guān)項(xiàng)目的技術(shù)發(fā)展

? ? ? ?BDS-3是一個(gè)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，由24顆MEO衛(wèi)星組成，這些衛(wèi)星由12枚長(zhǎng)征三號(hào)乙/遠(yuǎn)征一號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射升空；3顆GEO衛(wèi)星和3顆IGSO衛(wèi)星被長(zhǎng)征三號(hào)乙改三運(yùn)載火箭直送入GTO。

? ? ? ?為建設(shè)BDS-3，我們研制了我國(guó)第一個(gè)與基礎(chǔ)級(jí)配套的通用上面級(jí)，將衛(wèi)星直接送入中、高軌道。BDS-3 IGSO實(shí)驗(yàn)星于2015年成功發(fā)射。它促進(jìn)了導(dǎo)航衛(wèi)星平臺(tái)直接注入技術(shù)的發(fā)展，為中國(guó)提供了快速部署和搭建衛(wèi)星星座的能力。

①LM-3B/YZ-1（長(zhǎng)征三號(hào)乙/遠(yuǎn)征一號(hào)運(yùn)載火箭）和LM-3C/YZ-1（長(zhǎng)征三號(hào)丙/遠(yuǎn)征一號(hào)運(yùn)載火箭）

為滿足BDS-3 MEO衛(wèi)星的發(fā)射需求，我們開發(fā)了LM-3B/YZ-1和LM-3C/YZ-1運(yùn)載火箭。LM-3B運(yùn)載火箭可以將YZ-1上面級(jí)和兩顆北斗三號(hào)衛(wèi)星一起發(fā)射到MTO中。而LM-3C運(yùn)載火箭能夠?qū)Z-1上面級(jí)和一顆北斗三號(hào)衛(wèi)星送入MTO。YZ-1上面級(jí)將在長(zhǎng)時(shí)間滑行后在遠(yuǎn)地點(diǎn)機(jī)動(dòng)，并將衛(wèi)星送入MEO。

②YZ-1（遠(yuǎn)征一號(hào)上面級(jí)）

YZ-1上面級(jí)滿足用3.35m直徑系列火箭發(fā)射2顆BDS-3 MEO衛(wèi)星或1顆IGSO衛(wèi)星的任務(wù)要求，具有多次重啟、衛(wèi)星直接送入MEO和IGSO、快速軌道機(jī)動(dòng)和在一個(gè)上一級(jí)上發(fā)射多顆衛(wèi)星的能力。這是國(guó)內(nèi)第一個(gè)能夠?qū)⑿l(wèi)星送入中軌道或高軌道的通用上面級(jí)。

YZ-1是介于航天器和火箭之間的東西，同時(shí)具有兩者的技術(shù)特征。與運(yùn)載火箭幾十分鐘的運(yùn)行時(shí)間相比，YZ-1可以運(yùn)行6.5小時(shí)。它像航天器一樣在太空環(huán)境中飛行。它以自主導(dǎo)航為主，地面遙測(cè)遙控為輔。多次重新啟動(dòng)技術(shù)提高了任務(wù)的適應(yīng)性。大推力發(fā)動(dòng)機(jī)提高了機(jī)動(dòng)能力。獨(dú)立的電氣系統(tǒng)使其更靈活，并高度優(yōu)化的一般用途。

為了執(zhí)行SSO衛(wèi)星任務(wù)，YZ-1完成了與LM-2C運(yùn)載火箭的改裝與適配，有效提升了LM-2C運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力。未來，它還將被改裝并用于LM-2F和LM-7運(yùn)載火箭，為用戶提供涵蓋各種或軌道和有效載荷能力的發(fā)射服務(wù)。

BDS項(xiàng)目發(fā)射任務(wù)分析

BDS項(xiàng)目要求將用一個(gè)家族的火箭涵蓋所有需求軌道。長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭需要具備沿東方和東南方向?qū)⑿l(wèi)星送入中高軌道的能力。為保證衛(wèi)星星座部署的時(shí)間要求，降低工程建設(shè)成本，在BDS-2項(xiàng)目期間研制了長(zhǎng)征三號(hào)乙改一運(yùn)載火箭，在雙星外支撐技術(shù)上取得突破。長(zhǎng)征三號(hào)乙/遠(yuǎn)征一號(hào)運(yùn)載火箭是在BDS-3項(xiàng)目期間研制的，在將雙星直接送入MEO軌道的技術(shù)上取得了突破，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、分離技術(shù)、環(huán)境控制等方面也取得了許多重大進(jìn)步，為其他新型運(yùn)載火箭的研制提供了重要參考。

BDS項(xiàng)目三期的所有發(fā)射任務(wù)（共44次）成功率為100%。經(jīng)定量評(píng)定，長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭運(yùn)載火箭飛行可靠性達(dá)到0.95，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。從2000年1月到2020年12月，長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭共執(zhí)行了107次發(fā)射任務(wù)，其中BDS衛(wèi)星任務(wù)占總?cè)蝿?wù)的40%以上。在高密度發(fā)射中，30%?40%的發(fā)射任務(wù)用于BDS項(xiàng)目。特別是，2018年，BDS項(xiàng)目的發(fā)射任務(wù)占總?cè)蝿?wù)的70%以上。

未來展望

長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭的研制始于20世紀(jì)80年代?？煽啃栽O(shè)計(jì)的不斷技術(shù)創(chuàng)新和工程應(yīng)用，使長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭成為國(guó)內(nèi)首枚實(shí)現(xiàn)系列化、通用化、組合化的火箭。

LM-3A系列的持續(xù)改進(jìn)將集中在可靠性、安全性和任務(wù)適應(yīng)性上。

①提高可靠性和安全性

受20世紀(jì)80年代的技術(shù)水平的限制，長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭使用了大量的靈敏電子發(fā)射裝置。雖然經(jīng)過一百多次成功飛行的驗(yàn)證，其可靠性和安全性仍有提高的潛力。為新一代運(yùn)載火箭研制的不靈敏電子發(fā)射裝置將取代這些靈敏電子發(fā)射裝置，在運(yùn)輸、地面試驗(yàn)和飛行中提供更好的抗電磁干擾能力。傘降助推器的路子會(huì)繼續(xù)下去。這可以將助推器的理論撞擊區(qū)縮小到原來面積的10%。在高密度發(fā)射的前提下，必須在發(fā)射場(chǎng)不斷進(jìn)行工藝優(yōu)化，以提高發(fā)射前操作的自動(dòng)化程度，降低前端的總工時(shí)要求。

②提高任務(wù)適應(yīng)性

為支持BDS-3項(xiàng)目，開發(fā)了兩種四級(jí)火箭，即LM-3B/YZ-1和LM-3C/YZ-1，用于將衛(wèi)星直接送入中高軌道。擴(kuò)大對(duì)不同任務(wù)的適應(yīng)性，將在中、高軌科學(xué)探測(cè)、深空探測(cè)、軌道轉(zhuǎn)移、空間碎片清理、新技術(shù)示范等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。在BDS項(xiàng)目高密度發(fā)射的條件下，LM-3B/YZ-1和LM-3C/YZ-1的技術(shù)條件和制造工藝穩(wěn)定，保證了產(chǎn)品的良好一致性。為滿足衛(wèi)星用戶的需求，將對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，承載能力將略有提升。除了助推器的通用化，不同配置的第一和第二階段，整個(gè)有效載荷運(yùn)載和設(shè)備艙的結(jié)構(gòu)通用化也將得到提升。

搬運(yùn)件完畢

譯者注：在翻譯本文時(shí)，譯者稍對(duì)原文的語(yǔ)序、內(nèi)容等做出了修改和刪減，以保證各位讀者的閱讀體驗(yàn)和內(nèi)容的真實(shí)性。

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原文件出版方：AEROSPACE CHINA

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出版時(shí)間：當(dāng)?shù)貢r(shí)間2021.02

原文地址：http://www.aerospacechina.org/CN/abstract/abstract357.shtml