长征二号丙CTS(CZ-2C (2) CTS)是在长征二号丙两级液体火箭基础上加装CTS上面级发展而成的运载火箭,可执行低地球轨道、太阳同步轨道、地球同步转移轨道等多轨道发射任务,具备高可靠性,是中国金牌火箭长征二号丙系列的改进型号。
CZ-2C/CTS火箭基础级采用两级常温液体推进剂构型,推进剂为四氧化二氮/偏二甲肼,一级配备YF21-C发动机,二级配备YF-24E(含YF-22E主机、YF-23C游机),CTS上面级采用固体发动机+反作用控制系统,推进剂为HTPB/肼。火箭可从酒泉、太原、西昌三大发射中心执行发射任务,具备一箭多星发射能力,适配通用搭载接口,主要用于发射科学实验、遥感、通信等类型卫星。
运载参数和应用场景
| 参数类别 | 具体参数 | 数值 |
|---|---|---|
| 基本尺寸 | 火箭全长 | 41.977 m |
| 起飞重量 | 233.0 t | |
| 运载能力 | 近地轨道运载能力 | 3000.0 kg |
| 级段参数 | 一子级直径 | 3.35 m |
| 一子级长度 | 25.720 m | |
| 二子级直径 | 3.35 m | |
| 二子级长度 | 7.757 m | |
| CTS上面级直径 | 2.7 m | |
| CTS上面级长度 | 1.5 m | |
| 推进系统 | 一子级推进剂质量 | 162706 kg |
| 二子级推进剂质量 | 54667 kg | |
| 上面级推进剂质量 | 175 kg(固体125kg/肼50kg) | |
| 一子级发动机 | YF21-C液体发动机 | |
| 二子级主机 | YF-22E液体发动机 | |
| 二子级游机 | 4台YF-23C液体发动机 | |
| 上面级动力 | 固体发动机+反作用控制系统 | |
| 推力参数 | 一子级地面推力 | 2961.6 kN |
| 二子级主机真空推力 | 741.4 kN | |
| 二子级游机单台真空推力 | 11.8 kN | |
| 上面级固体发动机真空推力 | 10.78 kN | |
| 性能参数 | 一子级地面比冲 | 2556.5 N·s/kg |
| 二子级主机真空比冲 | 2922.37 N·s/kg | |
| 二子级游机真空比冲 | 2834.11 N·s/kg | |
| 上面级固体发动机比冲 | 2804 N·s/kg |
长征二号丙CTS(CZ-2C-2-CTS)是长征二号丙系列的常温液体运载火箭改进型号,由中国航天科技集团有限公司第一研究院(中国运载火箭技术研究院)研制,在基础型长二丙两级构型基础上增加了专用CTS上面级,具备多轨道任务适配能力。其3000kg的近地轨道运载能力可覆盖中小型科学试验卫星、技术验证卫星的发射需求,除常规低地球轨道外,还可将载荷送入椭圆轨道、太阳同步轨道、地球同步转移轨道等多种轨道类型,尤其适合需要轨道精准入轨、多星部署的专项科学探测任务。该火箭继承了长二丙系列高可靠性的特点,可根据任务需求适配不同尺寸整流罩,后续通过改进星箭连接装置、采用复合材料支架还可进一步提升运载效率,满足商业航天发射、星座组网等多样化任务场景。
技术特点
| 技术维度 | 特性描述 | 优势价值 |
|---|---|---|
| 动力系统 | 一二级采用四氧化二氮/偏二甲肼常温推进剂,可长期贮存,加注后待机时间长;上面级采用固体发动机+肼反作用控制系统组合动力方案 | 常温推进剂降低了发射场保障要求,适合任务准备周期灵活的发射需求;上面级双动力组合可实现多次点火、轨道精准调整,满足多星部署、特殊轨道入轨要求 |
| 构型设计 | 模块化三级构型,基础两级为长二丙成熟箭体结构,CTS上面级为可扩展模块,可根据任务需求选择是否加装;整流罩支持3.35米、4.2米等多规格选配 | 模块化设计大幅降低了改造成本,继承成熟箭体的技术可靠性,同时通过上面级扩展了任务边界,不同规格整流罩可适配不同体积的卫星载荷 |
| 可靠性设计 | 全箭核心系统采用冗余设计,一二级发动机均经过数百次飞行验证,发射成功率达到100%;采用成熟的故障检测与逃逸机制 | 是我国可靠性最高的运载火箭系列之一,截至目前该型号2次发射全部取得成功,适合高价值科学卫星、重要专项任务的发射需求 |
| 任务适配技术 | 支持星箭共用惯组技术,可减少卫星端惯组配置,降低载荷重量;新型星箭连接分离装置可实现多星有序可靠分离,最大可支持一箭二十星部署 | 大幅提升了载荷适配灵活性,既可以发射单颗大重量科学卫星,也可以通过多星分配器实现星座组网发射,单位载荷发射成本可降低30%以上 |
| 发射适应性 | 可适配酒泉(TSC)、西昌(XSC)等多个发射场,支持不同射向轨道发射需求,发射场测试流程经过优化,最短发射准备周期可压缩至15天 | 具备高密度发射能力,可满足星座快速组网、应急补网发射等特殊任务需求,环境适应性强,可在高温、低温、大风等复杂气象条件下执行发射任务 |
作为长二丙系列的专用改进型号,长征二号丙CTS的技术设计充分体现了“继承+创新”的研发思路,其基础两级结构与长征二号丙基本型完全一致,沿用了经过数十年飞行验证的成熟发动机和箭体结构,保证了整体可靠性的基线。新增的CTS上面级则针对特殊轨道任务进行了专门优化,其反作用控制系统可实现高精度轨道控制,入轨精度较基础型提升40%,能够满足椭圆轨道、大倾角轨道等复杂轨道的入轨要求。该火箭的常温推进剂设计虽然比冲低于低温推进剂火箭,但其可贮存特性使得发射场无需复杂的低温推进剂加注保障系统,任务灵活性显著提升,尤其适合需要在偏远发射场执行的专项科学任务。在2021年的改进中,该系列火箭引入了4.2米直径整流罩和1.35米中心承力筒设计,整流罩内可用空间提升60%,多星部署能力大幅增强,进一步拓展了其在商业航天发射领域的应用潜力。
发射历史和重要任务
| 发射序号 | 发射代码 | 发射时间 | 发射场 | 携带载荷 | 入轨卫星数 | 任务结果 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2003-061 | 2003年12月29日 | 西昌卫星发射中心(XSC) | 探测一号卫星(TC-1) | 1 | 成功 |
| 2 | 2004-029 | 2004年7月25日 | 太原卫星发射中心(TSC) | 探测二号卫星(DOUBLESTAR TC-2,国际编号2004-029A) | 1 | 成功 |
长征二号丙CTS运载火箭的两次发射均服务于我国首个空间科学国际合作项目“地球空间双星探测计划”(简称双星计划)。该计划由中国与欧洲空间局联合实施,目标是通过两颗卫星配合欧空局Cluster星座的四颗卫星,实现对地球磁层空间的六点立体探测,揭示磁层空间暴的物理机制及其对太阳活动的响应规律。2003年12月29日,该火箭在西昌卫星发射中心执行首次发射任务,成功将探测一号卫星(TC-1)送入近地点550公里、远地点66970公里的赤道大椭圆轨道,这是我国当时发射的远地点高度最高的卫星,填补了我国赤道区域空间探测的空白。2004年7月25日的第二次发射在太原卫星发射中心进行,成功将探测二号卫星(TC-2)送入近地点700公里、远地点39000公里的极区椭圆轨道,与TC-1分别运行于赤道和极区轨道,形成了对地球磁层的全覆盖探测能力。
两次发射任务的圆满成功,标志着双星计划全面进入在轨探测阶段。两颗卫星搭载的高能粒子探测器、磁强计、波谱仪等16台科学仪器,在5年的设计寿命期间共获取了480GB的珍贵探测数据,首次实现了对地球磁层从赤道到极区的协同观测,取得了一系列原创性科学成果。截至2009年,基于双星计划数据发表的SCI收录论文达104篇,在国际顶级地球物理期刊出版了2期成果专刊,相关成果获得2010年度国家科学技术进步奖一等奖,其国际合作团队也获得国际宇航科学院“2010年度杰出团队成就奖”,这是中国空间科学项目首次获得该国际荣誉。作为执行双星计划的专用运载工具,长征二号丙CTS火箭以100%的发射成功率,为我国空间科学国际合作的里程碑任务提供了可靠的运载支撑,也验证了长二丙系列加装上面级执行特殊轨道任务的技术可行性,为后续远征系列上面级的研发和应用积累了宝贵经验。该型号的两次成功发射,进一步奠定了长征二号丙系列作为我国中低轨运载主力型号的地位,其成熟可靠、灵活适配的技术特性,为后续长二丙系列执行铱星发射、遥感卫星组网、商业卫星发射等数百次任务奠定了技术基础。

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