長征3号B（CZ-3B）
Long March 3B - China’s GTO Workhorse
1 概要
長征3号B（CZ-3B, Long March 3B）は、中国の静止軌道（GTO）打上げ主力ロケットであり、通信衛星・放送衛星・測位衛星の打上げを担う戦略的ロケットである (1)。1996年の初打上げから 90回以上の打上げ実績 を持ち、中国商業打上げサービスの中核を成すロケットである。
1.1 基本諸元
| 項目 | 仕様 |
|---|---|
| 全高 | 54.838m |
| コア直径 | 3.35m |
| 打上げ時質量 | 458ton |
| 段数 | 3段 + 4ブースター |
| 初打上げ | 1996年2月15日 |
| 打上げ回数 | 90回以上（2025年時点） |
| 成功率 | 95% |
| 運用状況 | 運用中 |
1.2 ペイロード能力
| 軌道 | ペイロード質量 |
|---|---|
| LEO（200km） | 12,000kg |
| GTO | 5,500kg |
1.3 推進システム
1.3.1 コアステージ第1段
- エンジン: YF-21C（UDMH/N₂O₄）× 4基（クラスター）
- 推進剤: UDMH/N₂O₄（貯蔵性）
- 海面推力: 2,962kN（合計）
- 燃焼時間: 約140秒
1.3.2 ブースター（4基）
- エンジン: YF-25（UDMH/N₂O₄）× 1基/ブースター
- 推進剤: UDMH/N₂O₄（貯蔵性）
- 海面推力: 740kN/ブースター
- 総推力: 2,960kN（4基合計）
- 燃焼時間: 約128秒
ブースター特徴: - 直径: 2.25m - 全長: 約16m - 長征3号系唯一: 長征3A/Cはブースターなし
1.3.3 コアステージ第2段
- エンジン: YF-24E（UDMH/N₂O₄）× 1基 + YF-23C（バーニア）× 4基
- 推進剤: UDMH/N₂O₄（貯蔵性）
- 真空推力: 742kN（主機）+ 47kN（バーニア合計）
- 燃焼時間: 約300秒
1.3.4 第3段（極低温水素上段）
- エンジン: YF-75（LOX/LH₂）× 2基
- 推進剤: 液体酸素/液体水素（極低温）
- 真空推力: 167kN（合計）
- 燃焼時間: 約480秒
- 再点火能力: あり（2回点火でGTO投入）
YF-75の特徴: - 極低温水素: 液体水素-253°C - 高比推力: ~442秒（真空） - GTO専用: 静止軌道投入に最適化
2 技術的特徴
2.1 1. 中国GTO打上げの主力機
長征3号Bは 中国の静止軌道衛星打上げの主力 である (1)：
2.1.1 長征3号シリーズの構成
| ロケット | ブースター | GTOペイロード | 用途 |
|---|---|---|---|
| 長征3号A（CZ-3A） | 0基 | 2.6ton | 中型GTO |
| 長征3号B（CZ-3B） | 4基 | 5.5ton | 大型GTO（主力） |
| 長征3号C（CZ-3C） | 2基 | 3.7ton | 中型GTO |
CZ-3Bの位置づけ: - 打上げ回数: 90回以上（3号シリーズで最多） - 商業打上げ: 国際商業衛星の主力機 - 北斗測位: BeiDou衛星の主要打上げ機
2.2 2. 西昌LC-2/LC-3での運用
長征3号Bは 西昌衛星発射センター を専用射場とする (1)：
2.2.1 西昌の優位性
低緯度: 北緯28.2度 - GTO投入効率: 酒泉（40.6°N）・太原（37.8°N）より有利 - 地球自転活用: 赤道に近いほど地球自転の遠心力を最大活用
2.2.2 LC-2 - 米国式分離塔設計
タワー構成: - 固定アンビリカルタワー: 推進剤供給・電力供給 - 移動整備塔（MST）: 高さ96m、打上げ前に退避
推進剤供給: - 1段・2段: UDMH/N₂O₄ - 3段: LOX/LH₂（極低温）
CZ-3B運用: - 組立期間: 約30日間 - 打上げ準備: 約15日間 - 年間打上げ能力: 8-12回
2.3 3. 95%の高成功率
長征3号Bは 90回以上の打上げで95%の成功率 を達成している (1)：
2.3.1 初期の失敗
1996年2月15日（初号機）: - ミッション: Intelsat 708通信衛星 - 結果: 打上げ直後に制御不能、地上に墜落 - 原因: 誘導制御系の不具合 - 犠牲者: 地上の村落に墜落、多数の死傷者（公式発表6名）
改良対応: - 誘導制御系: 完全再設計 - 品質管理: 厳格化された製造・試験プロセス - 安全対策: 落下予想地域の住民避難強化
2.3.2 復帰後の成功
1997年以降: 連続成功を重ね、信頼性確立 2000年代: 商業打上げサービスの主力機に 現在: 中国で最も打上げ回数の多いロケットの1つ
2.4 4. 極低温水素第3段
長征3号Bの 第3段は極低温水素（LOX/LH₂） を使用する (1)：
2.4.1 極低温推進剤の管理
液体水素（LH₂）: - 温度: -253°C（絶対温度20K） - 密度: 71kg/m³（極めて低密度） - ボイルオフ: 継続的に蒸発
液体酸素（LOX）: - 温度: -183°C - 密度: 1,141kg/m³
西昌の極低温設備: - 貯蔵タンク: 射場内に設置 - 真空断熱配管: 推進剤供給ライン - 継続補給: 打上げ直前まで蒸発分を補給
2.4.2 高比推力の利点
GTO投入: - 第1段・2段: UDMH/N₂O₄で大気圏内を加速 - 第3段: LOX/LH₂の高比推力でGTO投入
効率: - 比推力: 水素~442秒 vs ヒドラジン~320秒 - ΔV: GTO投入に必要な速度増分を効率的に達成
3 主要ミッション
3.1 国際商業通信衛星
長征3号Bは 国際商業打上げサービスの主力機 である (1)：
3.1.1 主要顧客
Intelsat（米国）: - Intelsat 708: 初号機（失敗） - Intelsat 7/8/9号機: 1990年代後半〜2000年代
Eutelsat（欧州）: - Eutelsat W3C: 2007年 - Eutelsat 115 West B: 2015年
AsiaSat（香港）: - AsiaSat 3S: 1999年 - AsiaSat 5/6/7/9: 2000年代〜2010年代
Thaicom（タイ）: - Thaicom 5/6/8: 2000年代〜2010年代
3.1.2 商業打上げの特徴
価格競争力: - 打上げ価格: $60-70M（Ariane 5の約70%） - 保険料率: 信頼性向上で低減
サービス: - 統合試験: 西昌での衛星統合試験 - 打上げ保険: 国際保険会社との協力
3.2 北斗測位衛星コンステレーション
長征3号Bは BeiDou測位衛星の主要打上げ機 である (1)：
3.2.1 BeiDou-2（2007-2012年）
MEO衛星: 中高度軌道（21,500km） IGSO衛星: 傾斜地球同期軌道 GEO衛星: 静止軌道
CZ-3B打上げ実績: 10機以上
3.2.2 BeiDou-3（2015-2020年）
全球測位システム完成: - MEO衛星: 24機 - IGSO衛星: 3機 - GEO衛星: 3機
CZ-3B打上げ実績: 20機以上
打上げ方式: - 単独打上げ: 1機ずつ - デュアル打上げ: 2機同時（一部）
3.3 中国通信衛星
3.3.1 中星（ChinaSat）シリーズ
運用: 中国衛通集団 用途: 放送・通信サービス
CZ-3B打上げ実績: - 中星6B/6C/9A/9B/11/12/16/18: 2000年代〜2020年代
3.3.2 亜太（APStar）シリーズ
運用: 亜太衛星集団 用途: アジア太平洋地域通信
CZ-3B打上げ実績: - APStar 5C/6C/6D/9: 2000年代〜2020年代
4 技術的課題
4.1 有毒推進剤の環境問題
長征3号Bは 1段・2段で有毒ヒドラジン系推進剤（UDMH/N₂O₄） を使用：
環境問題: - ブースター・第1段落下: 貴州省・広西チワン族自治区の山岳地帯 - 土壌汚染: UDMH/N₂O₄による汚染リスク - 住民避難: 落下予想地域の事前避難措置
国際的批判: - 内陸落下: 人口地域近傍への落下リスク - 透明性: 落下地点の事前公開不足
4.2 後継機への移行
課題: - 環境規制: 有毒推進剤による汚染問題 - 技術的老朽化: 1996年設計、約30年の技術 - 新世代競合: CZ-7A（クリーン推進剤GTO機）
後継機候補:
4.2.1 長征7A（CZ-7A）
- 推進剤: LOX/Kerosene + LOX/LH₂（全段クリーン）
- ペイロード: GTO 7ton（CZ-3Bの1.3倍）
- 射場: 文昌（海上輸送）
- 初打上げ: 2020年（初号機失敗）、2022年再開
移行シナリオ: 1. 短期（〜2030年）: CZ-3B継続運用（主力） 2. 中期（2030年代）: CZ-7Aとの並行運用 3. 長期（2040年代）: CZ-3B段階的退役
4.3 競合ロケットとの比較
4.3.1 中国国内
| ロケット | GTO | 推進剤 | 初打上げ | 射場 |
|---|---|---|---|---|
| CZ-3B | 5.5ton | UDMH/N₂O₄ + LOX/LH₂ | 1996 | 西昌 |
| CZ-3A | 2.6ton | UDMH/N₂O₄ + LOX/LH₂ | 1994 | 西昌 |
| CZ-3C | 3.7ton | UDMH/N₂O₄ + LOX/LH₂ | 2008 | 西昌 |
| CZ-7A | 7.0ton | LOX/Kerosene + LOX/LH₂ | 2020 | 文昌 |
CZ-3Bの位置づけ: - 打上げ回数: 90回以上（最多実績） - 信頼性: 95%成功率 - 商業実績: 国際商業打上げ豊富
4.3.2 国際比較
| ロケット | 国 | GTO | 推進剤 | 初打上げ | 成功率 |
|---|---|---|---|---|---|
| CZ-3B | 中国 | 5.5ton | UDMH/N₂O₄ + LOX/LH₂ | 1996 | 95% |
| Ariane 5 | 欧州 | 10.9ton | Solid + LOX/LH₂ | 1996 | 96%（退役） |
| Falcon 9 | 米国 | 8.3ton | LOX/Kerosene | 2010 | 99% |
| Proton-M | ロシア | 6.9ton | UDMH/N₂O₄ | 2001 | 90%（退役） |
5 将来展望
5.1 継続運用と段階的退役
予想シナリオ:
5.1.1 短期（〜2030年）
- 継続運用: BeiDou・商業衛星の打上げ
- 年間打上げ: 8-12回維持
5.1.2 中期（2030年代）
- CZ-7Aとの並行: 新旧GTO機の共存
- 打上げ頻度減少: CZ-7Aへの段階的移行
5.1.3 長期（2040年代）
- 段階的退役: CZ-7Aに完全移行
- 歴史的評価: 30年以上、90回以上の実績
5.2 改良型の開発
CZ-3B/E（増強型）: - ブースター延長: より大型のブースター - ペイロード: GTO 6.0ton - 開発状況: 研究段階
5.3 商業市場の変化
課題: - SpaceX Falcon 9: 圧倒的低コスト（再使用） - 中国市場: 国内衛星は中国ロケット使用義務 - 国際市場: 価格・信頼性での競争激化
対策: - 価格競争力: 製造効率化でコスト削減 - 信頼性維持: 高成功率の維持 - サービス向上: 顧客サポート強化
6 比較: 世界のGTO主力ロケット
| ロケット | GTO | 推進剤 | 初打上げ | 打上げ回数 | 成功率 | 状況 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CZ-3B | 5.5ton | UDMH/N₂O₄ + LOX/LH₂ | 1996 | 90回+ | 95% | 運用中 |
| Ariane 5 | 10.9ton | Solid + LOX/LH₂ | 1996 | 117回 | 96% | 退役（2023） |
| Falcon 9 | 8.3ton | LOX/Kerosene | 2010 | 300回+ | 99% | 運用中 |
| Proton-M | 6.9ton | UDMH/N₂O₄ | 2001 | 107回 | 90% | 退役（2024予定） |
| Atlas V | 8.9ton | LOX/Kerosene | 2002 | 100回+ | 100% | 運用中 |
7 参照文献
ファイルパス: C:\Users\xprin\github\tech-research-portfolio\projects\rockets_facilities\docs\rockets\china\CZ-3B.qmd
完成日: 2025-10-22
対応YAMLデータ: C:\Users\xprin\github\tech-research-portfolio\projects\rockets_facilities\data\rockets\china\CZ-3B.yaml
関連発射施設: 西昌衛星発射センター