基本信息
制造商 日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)、三菱重工业公司
研制单位 日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)、三菱重工业公司
火箭类型 大型液体运载火箭
级数 两级
首飞时间 2024年2月17日
发射次数 5 次
技术参数
火箭高度 57米
起飞质量 421吨
整流罩直径 5.2 米
发射成本 约2.4亿元人民币
运载能力
5,400 kg
GTO 运力
简介

H-3-22S是日本H-3系列运载火箭的构型之一,为日本新一代主力运载火箭,采用2台LE-9芯级氢氧发动机、捆绑2台固体助推器、短整流罩构型,主要用于中低重量地球同步转移轨道载荷发射,旨在替代H-2A系列火箭,具备低成本、模块化特点。

H-3-22S属于日本H-3运载火箭家族,由日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)和三菱重工业公司联合研制,是H-3系列中配备2台芯级主发动机、2台固体助推器、短整流罩的构型。该型火箭首飞于2024年2月17日,起飞重量421吨,地球同步转移轨道运力5.4吨,发射成本约2.4亿元人民币,计划作为日本未来20年航天运输的核心力量,承担卫星发射、货运飞船补给等任务,并参与全球商业发射市场竞争。

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生成时间: 2026/05/28 10:36:32

运载参数和应用场景

H-3-22S是日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)联合三菱重工业公司研制的H3系列大型液体运载火箭基础构型,型号后缀中的“22”代表芯一级配备2台LE-9氢氧发动机、捆绑2台SRB-3固体火箭助推器,“S”代表采用短版整流罩,该构型是H3系列最早投入试飞、目前发射次数最多的子型号,承担了日本民用、军用航天载荷的主力发射任务,核心参数如下表所示:

参数项 具体指标
火箭全长 57.0 m(短整流罩构型)
起飞重量 421.0 t
芯级直径 5.27 m
推进剂类型 芯级为液氢/液氧低温推进剂,助推器为复合固体推进剂
地球同步转移轨道(GTO)运力 5.4 t(ΔV=1500m/s标准下)
500km高度太阳同步轨道(SSO)运力 ≥4 t
近地轨道(LEO)运力 ≈12 t
发射场地 种子岛宇宙中心吉信发射场LA-Y2工位
研制单位 日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)、三菱重工业公司
单次发射成本 约50亿日元(折合约3500万美元)

作为日本新一代替代H-IIA的主力运载火箭,H-3-22S的设计定位覆盖多类航天发射场景:一是民用对地观测任务,可搭载ALOS系列先进陆地观测卫星,将3-4t级的雷达/光学遥感卫星送入太阳同步轨道,支撑国土测绘、灾害监测、海洋观测等民生与科研需求;二是导航系统组网任务,承担日本准天顶卫星系统(QZSS,“引路”系列)的发射任务,将导航卫星送入大椭圆地球同步轨道,为日本及周边区域提供米级精度的定位增强服务;三是军用载荷发射,可搭载X波段军事通信卫星进入地球同步转移轨道,为日本自卫队提供跨战区保密通信能力;四是中小型商业载荷发射,依托较低的发射成本和适配的整流罩空间,承接亚太地区商业卫星的拼车或专属发射服务,提升日本商业航天的国际竞争力。后续该构型也将支持小型深空探测器的发射任务,为日本月球、行星探测项目提供运载支持。

技术特点

H-3-22S在设计阶段以“高可靠、低成本、模块化”为核心目标,相比前代H-IIA火箭进行了大量技术简化与创新,全箭采用两级半构型,主要技术特点如下表所示:

系统模块 技术细节与特点
芯一级动力 配备2台LE-9开式膨胀循环氢氧发动机,单台海平面推力约1471kN,比冲425s;该发动机是日本首款开式膨胀循环大推力氢氧机,取消了分级燃烧循环的复杂预燃室系统,减少了约30%的发动机零部件数量,通过推力室冷却通道加热液氢驱动涡轮后直接排出,大幅降低了制造与维护成本;生产中应用3D打印技术制造阀门、管路与复合材料喷注器,同时涡轮工作温度更低,理论上减少了异常燃烧风险,提升了可靠性。
固体助推器 捆绑2台SRB-3固体火箭助推器,单台推力约2158kN,比冲283.6s,工作时间105s;助推器取消了前代SRB-A的推力矢量控制装置,通过固定喷管+芯一级发动机摆动实现姿态控制,降低了系统复杂度与成本,助推器外壳采用复合材料缠绕工艺,降低了结构重量。
芯二级动力 配备1台LE-5B-3氢氧发动机,真空推力约137kN,比冲448s,具备多次点火能力,可支持多轨道部署、受控离轨等任务需求,该发动机是H-IIA火箭所用LE-5B的改进型号,经过了长期飞行验证,可靠性较高。
箭体结构 箭体直径从H-IIA的4m提升至5.27m,储箱采用高强度铝合金整体成型工艺,降低了结构重量占比;配备直径5.2m的短版卫星整流罩,有效载荷空间适配中型卫星发射需求,整流罩采用轻质碳纤维复合材料制造,分离系统采用线性装药分离装置,降低了分离冲击对卫星的影响。
制导控制系统 采用惯性制导+卫星导航修正的组合制导方案,箭载计算机采用民用级加固电子元器件替代传统高价航天级元器件,在保证可靠性的前提下进一步降低成本;控制系统采用冗余设计,关键传感器、处理器均配备备份,降低单点故障风险。
设计理念 采用全系列模块化设计,芯一级可兼容2台或3台LE-9发动机,搭配0/2/4台固体助推器与S/L两种长度整流罩,可衍生出覆盖LEO、SSO、GTO不同运力需求的构型,H-3-22S作为基础构型,零部件与其他构型通用率超过90%,有利于规模化生产降低成本、缩短发射准备周期。

尽管该火箭在设计上采用了大量降本增效的新技术,但在试飞阶段也暴露出部分技术隐患:2023年首飞时曾因二级发动机供电系统故障导致任务失败,2025年12月的同构型发射也曾出现二级二次点火提前结束的故障,后续JAXA针对二级发动机固定结构、涡轮泵可靠性进行了多轮改进,才逐步提升了任务成功率。

发射历史和重要任务

H-3-22S构型自2023年首飞以来,累计执行5次发射任务,其中4次成功将卫星送入预定轨道,累计部署6颗各类卫星,具体发射记录与任务情况如下表所示:

发射代码 发射时间(CST) 发射工位 任务载荷 轨道类型 任务结果
2024-032 2024-02-17 种子岛宇宙中心(TNSTA) VEP-4质量模拟器、CE-SAT-1E光学小卫星、TIRSAT红外遥感小卫星 669km太阳同步轨道 成功
2024-123 2024-07-01 种子岛宇宙中心(TNSTA) ALOS-4“大地4号”先进雷达观测卫星 太阳同步轨道 成功
2024-198 2024-11-04 种子岛宇宙中心(TNSTA) Kirameki-3(DSN-3)X波段军事通信卫星 地球同步转移轨道 成功
2025-023 2025-02-02 种子岛宇宙中心(TNSTA) QZS-6“引路6号”准天顶导航卫星 大椭圆地球同步轨道 成功
2026-182 2026-08-10 种子岛宇宙中心(TNSTA) QZS-7“引路7号”准天顶导航卫星 大椭圆地球同步轨道 成功

在上述任务中,几个关键节点对H-3-22S的服役进程具有标志性意义:

  1. 2024年2月的复飞任务是H-3-22S首次成功发射,该次任务距离2023年3月首飞失败过去了11个月,JAXA针对首飞中暴露的二级发动机电源系统故障修改了冗余供电逻辑,火箭不仅将2颗小卫星和质量模拟器送入预定轨道,还完成了二级发动机二次点火、受控离轨的技术验证,为后续正式任务发射铺平了道路。
  2. 2024年7月的ALOS-4发射任务是H-3-22S首次执行正式业务级民用载荷任务,ALOS-4是日本新一代L波段合成孔径雷达观测卫星,具备全天候、全天时对地观测能力,分辨率可达3米,主要用于地震、台风等灾害应急观测、全球森林资源监测、海洋溢油监测等领域,该卫星的成功入轨标志着H-3-22S正式具备了承担高价值民用卫星发射的能力。
  3. 2024年11月的Kirameki-3发射任务是H-3-22S首次执行军用载荷发射任务,该卫星是日本“煌”系列军事通信卫星的第三颗,工作在X波段,可实现日本自卫队跨海陆空天平台的高速、抗干扰保密通信,覆盖日本周边及印度洋部分区域,支撑日本自卫队的远海行动能力,该次任务也让H-3-22S成为日本军用航天发射的主力运载工具。
  4. 最近一次2026年8月发射的QZS-7“引路7号”卫星是日本准天顶卫星系统的备份增强星,运行在倾斜大椭圆地球同步轨道上,在日本本土上空的仰角可保持在60度以上,能够有效解决城市峡谷、山区等地形遮挡下的导航信号中断问题,可与美国GPS系统兼容,将日本本土的定位精度从米级提升至厘米级,支持自动驾驶、精准农业、灾害救援等高精度定位需求。该次发射是H-3-22S连续第4次任务成功,标志着该构型在经过多轮技术改进后可靠性逐步趋于稳定。

按照JAXA与三菱重工的规划,后续H-3-22S还将承担多颗准天顶导航卫星、民用遥感卫星的发射任务,并将逐步承担HTV-X货运飞船的近地轨道发射任务,为国际空间站以及后续的月球门户空间站提供货运补给支持,成为日本未来10-15年航天发射的核心主力型号。

参考来源: Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. JAXA 国家航天局 JAXA JAXA H3运载火箭 - 维基百科,自由的百科全书 手机网易网 哔哩哔哩 SpaceLive 腾讯网