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 長征7号Y6、発射場へ輸送中 | |
| 関数 | 中型から大型の 打ち上げロケット |
|---|---|
| メーカー | カルト |
| 原産国 | 中国 |
| サイズ | |
| 身長 |
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| 直径 | 3.35メートル（11.0フィート） |
| 質量 |
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| ステージ |
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| 容量 | |
| LEOへのペイロード（200 x 400 km x 42°） | |
| 質量 | 13,500 kg (29,800 ポンド) |
| GTOへのペイロード | |
| 質量 | 7,000 kg (15,000 ポンド) [3] |
| TLIへのペイロード | |
| 質量 | 5,000 kg (11,000 ポンド) |
| SSOへのペイロード | |
| 高度 | 700 km (430 マイル) |
| 質量 | 5,500 kg (12,100 ポンド) |
| 関連ロケット | |
| 家族 | 長征 |
| 比較可能 | デルタ IV、アトラス V、ファルコン 9 ブロック 5、GSLV Mk.III、H-IIA |
| 発売履歴 | |
| 状態 | アクティブ |
| 発射場 | 文昌、LC-2 |
| 総打ち上げ数 | 17 ( 7 :9, 7A :8) |
| 成功 | 16 ( 7 :9, 7A :7) |
| 失敗 | 1 ( 7 :0, 7A :1) |
| 初飛行 |
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| 最終便 |
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| ブースター – K2ブースター | |
| ブースターなし | 4 |
| 身長 | 27メートル（89フィート） |
| 直径 | 2.25 m (7 フィート 5 インチ) |
| 搭載 | YF-100 1機 |
| 最大推力 | SL: 1,200 kN (270,000 lb f ) 真空: 1,340 kN (300,000 lb f ) |
| 総推力 | SL: 4,800 kN (1,100,000 lb f ) 真空: 5,360 kN (1,200,000 lb f ) |
| 比推力 | SL: 300秒 (2.9 km/s) Vac: 335秒 (3.29 km/s) |
| 推進剤 | RP-1 /液体酸素 |
| 第一段階 – K3コアモジュール | |
| 直径 | 3.35メートル（11.0フィート） |
| 搭載 | 2 YF-100 |
| 最大推力 | 海面: 2,400 kN (540,000 lb f ) 真空: 2,680 kN (600,000 lb f ) |
| 比推力 | 海面: 300 秒 (2.9 km/s) 真空: 335 秒 (3.29 km/s) |
| 推進剤 | RP-1 /液体酸素 |
| 第二段階 | |
| 直径 | 3.35メートル（11.0フィート） |
| 搭載 | 4 YF-115 |
| 最大推力 | 706 kN (159,000 lb f ) |
| 比推力 | 342秒（3.35km/秒） |
| 推進剤 | RP-1 /液体酸素 |
| 第3段（CZ-7A） | |
| 直径 | 3.0 メートル (9.8 フィート) |
| 空の塊 | 2,800 kg (6,200 ポンド) |
| 総質量 | 21,000 kg (46,000 ポンド) |
| 推進剤質量 | 18,200 kg (40,100 ポンド) |
| 搭載 | 2 YF-75 |
| 最大推力 | 167.17 kN (37,580 lb f ) |
| 比推力 | 4,295 m/s (438.0 秒) |
| 燃焼時間 | 478秒 |
| 推進剤 | LH 2 /液体酸素 |
| 第4段（オプション） – YZ-1A | |
| 搭載 | YF-50D ×1機 |
| 最大推力 | 6.5 kN (1,500 lb f ) |
| 比推力 | 315.5秒（3.094km/秒） |
| 推進剤 | N2O4 /過酸化水素 |
長征7号（中国語：長征七号运载火箭）、ピンインでは長征7、輸出ではLM-7、中国国内ではCZ-7と略される、元々は長征2F/Hあるいは長征2F/H、愛称は冰箭（氷の矢）で、中国航天科技集団（CAST）が開発した長征シリーズの液体燃料ロケットである。[4] 2016年6月25日に初飛行を行った。
長征2Fの後継機として設計された長征7号とその派生型は、中国の打ち上げ総数の約70%を占めると予測され、艦隊の主力となることが期待されていた。長征7号は中国の宇宙ステーション計画において重要な役割を果たしており、宇宙ステーションへのロボット貨物および補給宇宙船の打ち上げに使用されている。このロケットは、将来的に中国の有人打ち上げロケットとして長征2Fの後継機となることを目指していたが、[ 4] 2023年までにこの役割は開発中の長征10号と長征10A号に引き継がれたと思われる。
2020年からは、ベースとなる長征7号の構成に加えて、ベースとなるCZ-7に長征3Bの第3段から継承した液体水素 - 液体酸素の第3段を追加した長征7A（CZ-7Aなど）の派生型が存在する。[ 3 ]このロケットは長征8号にも発展している。
歴史
長征7号プロジェクトは、2008年に宇宙打ち上げロケットの伝統的な設計会社であるCALT内に開発チームが結成されたことから始まった。[5] RD-120技術の取得とYF-100およびYF-115エンジンの開発により、当初の計画では長征2Fのエンジンを交換することになっていた。長征2F/Hと呼ばれる予定だったこのロケットは、N2O4/UDMHからLOX/ケロシン推進剤に切り替え、推力エンジンを改良して性能を向上させるだけだった。しかし、この切り替えによって一連の変更が起こり、プロジェクトの複雑さが大幅に増加した。[6]
同時に、当初の長征5号プロジェクトには、大型、中型、軽量バージョンが含まれる予定だった。長征2F/Hと中型の長征5号には大きな重複があったため、両方のプロジェクトを統合することが決定された。このようにして、長征2Fの高い信頼性と飛行のレガシーコンポーネントとテクノロジーが、長征5号用に開発された新しいテクノロジーと統合された。[6]ほぼ同時に完成したものの、長征6号はSAST内の若いチームによって開発された完全に別の製品であった。そのため、タンクの直径と推進力以外はLM-5およびLM7とほとんど共有されていないが、中型の長征7号と非常に軽量な長征11号の間のペイロードの範囲をカバーしている。[7]
2010年にプロジェクト名は正式に長征7号に変更された。プロジェクト副責任者の張涛によると、このプロジェクトには11の新しい主要技術が必要だった。しかし、革新は製品レベルだけではなく、プロセス自体にも及んだ。プロジェクトマネージャの王暁軍によると、これはコンピュータ支援設計を直接コンピュータ支援製造に使用して、プロセス全体をデジタル3Dで開発した初めてのケースだった。[8]
初飛行は2016年6月25日12:00 UTCに文昌LC-2発射台から成功裏に実施された。同時にデビューした元正1A上段を追加したLM-7構成で打ち上げられ、マルチ軌道ミッションを成功裏に遂行した。[9]
デザイン
長征7号は、より重量物の長征5号と小型中型貨物の長征6号を含む新世代ロケットファミリーの中型型である。構造は信頼性の高い有人対応の 長征2Fロケットに基づいている。直径3.35mのコアステージと直径2.25mの液体ロケットブースターを継承している。以前の長征2号ロケットファミリーが高価で危険なN2O4 / UDMH推進剤を使用していたのに対し、長征7号はLOXとケロシンを使用している。エンジンは長征5号と6号と共有されている。目標は、今日の長征2号、そして最終的には長征3号に代わる、より費用対効果が高く危険性の少ないロケットファミリーを構築することだった。 [10] 5,500kg（12,100ポンド）のペイロードを700km（430マイル）の太陽同期軌道（SSO）に投入することができる。 [11]
ステージ
長征7号は、オリジナルの長征5号プロジェクトのモジュール式ステージを継承しています。そのため、その第1段はLM-5ブースターと同じモジュールです。タンクの直径とエンジンも長征6号と共有していますが、設計グループはまったく異なります。LM-5とLM-7は中国ロケット技術研究院（CALT）によって開発され、LM-6は上海航天技術研究院（SAST）によって開発されました。航空電子機器さえも異なります。[7]
長征7号の基本仕様は、ブースターの数を変えることで最適化したり、上段を追加することで強化したりできる。これらの段により、より高い軌道への直接投入や複数の軌道への展開など、ミッションの柔軟性が向上する。また、性能を大幅に向上させることもできる。このモジュール性により、LEOでは4,000 kg (8,800 lb) から 13,500 kg (29,800 lb)、 SSOでは2,000 kg (4,400 lb) から 8,000 kg (18,000 lb) 、静止トランスファー軌道(GTO)では4,000 kg (8,800 lb) から 7,000 kg (15,000 lb)の間で性能を調整できる。[12] [13]
ブースター
長征7号は、 RP-1 / LOX 推進剤を使用する0、2、または4つのブースターを使用できます。[14]これらは、単一の酸化剤豊富な段階燃焼 YF-100エンジンによって駆動されます。各ブースターは、海面で1,200 kN（270,000 lb f ）、真空で1,340 kN（300,000 lb f）の推力を提供します。その比推力は、海面で300 s（2.9 km / s）、真空で335 s（3.29 km / s）です。各モジュールには独自の単軸推力ベクトル制御があり、そのためロケットのすべてのノズルを調整するためにロケットの制御システムに特別な設計が必要でした。[11] [14]長征2号と長征3号ファミリーの伝統的な2.25メートル（7フィート5インチ）の幅を使用していますが、 YF-20とYF-25に比べてYF-100の推力が増加したため、ブースターはほぼ2倍の27メートル（89フィート）の長さになっています。[14]長征7号のロケットブースターは、2016年7月27日の夕方にユタ州、ネバダ州、コロラド州、アイダホ州、カリフォルニア州の一部から見える火の玉を作り出しました。その崩壊はソーシャルメディアで広く報道され、そのような5トンの物体が制御不能な再突入することはまれな出来事と見なされました。[15]
第一段階
第1段には、RP-1/LOX推進剤を運ぶ直径3.35m（11.0フィート）のタンクがある。2基のYF-100エンジンで駆動され、ブースターと同じ推進要素を共有しているが、第1段ではエンジンが2軸でジンバルできる点が異なる。[14]また、この第1段は長征5号ブースターと同じ基本モジュールである。直径は陸上輸送用に設計されており、そのため、中国のすべての発射場から打ち上げることができる。これは、コアステージに水上輸送を必要とするLM-5との重要な違いである。[11]直径とエンジンは長征6号第1段と共有しているが、開発は完全に分離され、異なるグループによって行われた。[7]
第二段階
第2段も最初の直径3.35m（11.0フィート）のタンクと推進剤を共有している。4基の酸化剤過剰段階燃焼RP-1/LOX YF-115エンジンによって駆動される。2基は固定で、残りの2基は2軸ジンバルが可能。[14]真空中で706kN（159,000lb f）の推力を発揮し、比推力は341.5秒（3.349km/s）である。[11]長征6号の第2段とエンジンを共有しているが、開発は完全に分離され、異なるグループによって行われた。[7]
オプションステージ
元正-1A
元正1A上段ロケットを使用することで、高エネルギー軌道へのペイロードの搭載量を増やし、複数の点火ミッションを可能にする。特に、SSO軌道への直接噴射が可能になる。[16]初飛行では、この上段ロケットを使用して複数のペイロードを異なる軌道に運ぶことに成功した。[12]
水素ステージ
長征7号は、高エネルギーの液体水素と液体酸素の段によって強化されると予想されている。この段と文昌の低傾斜角により、4,000 kg（8,800ポンド）から7,000 kg（15,000ポンド）のペイロードを静止トランスファー軌道（GTO）に打ち上げることが可能になる。これは、これまで最も強力な中国のロケットである長征3Bと比較して25％の増加だが、長征5号と比べるとはるかに少ない。[12] 2020年3月から運用されている長征7A型は、まさにこの強化を実現しており、長征7号の最初の2段と、液体水素と液体酸素で動く3段目から構成されている。
2013年に発表されたバリエーションでは、水素燃料のステージも第2段として使用されていました。第2段と同じステージが使用されるのか、別のステージが使用されるのかは明らかではありませんでした。どちらの場合も（第2段と第3段）、YF-75またはYF-75Dによって駆動されます。[14]
強力なブースター
2013年に発表されたこのバリエーションでは、小型ペイロード向けのより安価な選択肢として、直径2メートル（6フィート7インチ）の小型固体ロケットも提案された。[14]
航空電子機器
初飛行後、長征7号プロジェクトの副主任制御システム設計者である宋正宇氏は、この飛行で国産の航空電子機器が実証されたと述べた。宇宙仕様の デュアルプロセッサ PLCを開発するために地元の業界と協力する必要があった。また、リアルタイムオペレーティングシステムも国産であるとも述べられた。全体的な設計は、スケーラビリティとフォールトトレランスを可能にする分散アーキテクチャに基づいていた。この航空電子機器は、将来のほとんどの開発の基盤となるものであり、再利用性を念頭に置いて設計された。 [17]
2013年に提案された変更
CMSEOの有人宇宙飛行出版物に掲載された論文では、長征7号は打ち上げロケットのファミリーとして紹介されました。[14]バリエーションは、2つの数字と可変文字のコードと、CZ- 7##の形式のCZ-7プレフィックスでコード化されます。最初の数字はコアのステージ数を意味し、2または3のいずれかになります。2番目の数字はブースターの数を意味し、0、2、または4で、ブースターが固体タイプの場合はSが付加されます。また、 LH / LOX推進剤で駆動する代替の第2段も提案されており、デュアルYF-75エンジンは、指定に(HO)を付加して識別されます。最後に、後に元正1Aとして識別される追加の上段があり、指定に/SMを付加して識別されます。[14]
例えば、デビューしたバージョンは、 2つのRP-1 / LOXコアステージ、4つの液体ブースターを持ち、元正-1Aステージによって強化されたため、この命名法でCZ-724 / SMとして体系化されました。CZ-720は2つのRP-1 / LOXステージを持ち、ブースターはありません。CZ -724S（HO）は、RP-1 / LOX第1ステージ、LH / LOX第2ステージ、4つの固体ブースターを持ちます。CZ -732は、 2つのRP-1 / LOXステージ、LH / LOX第3ステージ、および2つの液体ブースターを持ちます。論文では、特定のバージョンから次のパフォーマンスを期待していました。[14]
この論文では、各段の推進オプションも提示されている。RP -1 / LOX第2段には、ブースターなしのバージョンでは通常の4基ではなく2基のYF-115が搭載されていた。これは、上段が小さくなるか、充填量が不足することを示唆していた可能性がある。[14]
CZ-7A 派生型
2020年以降、基本の2段構成のCZ-7にCZ-7A派生型が追加されました。この派生型は、基本構成のブースターと最初の2段を採用し、これにLH 2およびLOX液体燃料で動作する2つの極低温YF-75エンジンを採用した第3段を追加します。7A派生型の第3段は、長征3Bの第3段から継承されています。（7A派生型は、2013年に最初に提案されたCZ-73X派生型に類似していることに留意してください。前のサブセクションを参照してください）。
CZ-7Aの初号機は、2020年3月16日13時34分（UTC）に海南島の文昌衛星発射センターから打ち上げられた。打ち上げから2時間後、国営メディアは飛行が失敗に終わったと発表した。当初、失敗の原因は示されていなかった。中国でCOVID-19ウイルスの拡散防止策が講じられていたにもかかわらず、初号機の打ち上げ準備は打ち上げの数週間前から続けられていた。[18] 2021年、一部の観測者は、未確認の中国百度の投稿に基づいて、CZ-7Aの初号機の失敗は、主エンジンの停止と第一段の段階（飛行開始から約168秒後）の直前に、4つのブースターのうち1つで加圧が失われたことが原因であると推測した。[19]
2機目のCZ-7Aは2021年3月11日に文昌から打ち上げられ、成功した。[20]中国航天科技集団（CASC）によると、この打ち上げロケットは宇宙環境モニタリングなどの新技術を試験するために、思岩9号衛星を搭載したという。[21]
打ち上げ統計
1
2
3
4
2016
2020
2024
- 失敗
- 部分的な失敗
- 成功
- 計画中
打ち上げリスト
参考文献
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