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title: "長征2号F（CZ-2F）"
subtitle: "Long March 2F - China's Manned Spaceflight Workhorse"
date: "2025-10-22"
categories: [China, Medium-Lift, Manned Spaceflight, UDMH/N2O4, Shenzhou]
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# 概要

長征2号F（CZ-2F, Long March 2F）は、**中国唯一の有人宇宙船打上げロケット**であり、**神舟（Shenzhou）宇宙船**の専用打上げ機である [@wiki_en_cz2f_2025]。1999年の初打上げ以来、**全ての有人宇宙飛行ミッション**を支え、中国の宇宙飛行士（航天員）を宇宙に送り届ける戦略的ロケットである。

## 基本諸元

| 項目 | 仕様 |
|-----|------|
| **全高** | 58m |
| **コア直径** | 3.35m |
| **打上げ時質量** | 464ton |
| **段数** | 2段 + 4ブースター |
| **初打上げ** | 1999年11月20日（神舟1号） |
| **打上げ回数** | 20回（2025年時点） |
| **成功率** | 100%（20回連続成功） |
| **運用状況** | 運用中 |

## ペイロード能力

| 軌道 | ペイロード質量 |
|-----|-------------|
| **LEO（200km）** | 8,600kg |
| **LEO（400km）** | 8,400kg（神舟宇宙船） |

## 推進システム

### コアステージ第1段

- **エンジン**: YF-20B（UDMH/N₂O₄）× 4基
- **推進剤**: UDMH/N₂O₄（貯蔵性）
- **海面推力**: 2,962kN（合計）
- **燃焼時間**: 約140秒

### コアステージ第2段

- **エンジン**: YF-24B（UDMH/N₂O₄）× 1基 + YF-23（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

### ブースター（4基）

- **エンジン**: YF-20B（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
- **燃焼時間**: 約128秒

# 技術的特徴

## 1. 有人飛行用安全システム

長征2号Fは **中国唯一の有人宇宙船対応ロケット** であり、以下の安全システムを搭載する [@wiki_en_cz2f_2025]：

### 脱出救命システム（Launch Escape System, LES）

**構成**:
- **脱出タワー**: 高さ8m、質量約3ton
- **固体ロケットモーター**: 緊急脱出用推力発生
- **格子翼（Grid Fins）**: 姿勢安定化

**運用モード**:

| フェーズ | 高度 | 脱出方法 |
|---------|------|---------|
| **発射台〜120秒** | 0〜40km | 脱出タワー点火、宇宙船を上方に引き離す |
| **120秒〜200秒** | 40km〜 | 上段エンジン緊急停止、宇宙船分離 |

**安全性**:
- **全打上げフェーズ対応**: 発射台から軌道投入まで常時脱出可能
- **自動検知**: 異常を検知すると自動で脱出シーケンス起動
- **パラシュート回収**: 脱出後、宇宙船は安全に着陸

### 故障検知システム（FDS）

**監視対象**:
- **推進系**: エンジン推力、推進剤圧力、燃焼室温度
- **構造系**: 機体振動、加速度異常
- **誘導制御**: 姿勢制御異常、軌道逸脱

**判定基準**:
- **Critical異常**: 即座に脱出シーケンス起動
- **Warning異常**: 継続監視、必要に応じて脱出

### 冗長設計

**二重化システム**:
- **誘導制御系**: 2系統の独立した慣性航法装置
- **電源系**: 冗長電源バス
- **通信系**: 複数の通信チャンネル

## 2. 神舟宇宙船との一体設計

長征2号Fは **神舟宇宙船専用** に最適化されている [@wiki_en_cz2f_2025]：

### 神舟宇宙船仕様

| 項目 | 仕様 |
|-----|------|
| **質量** | 7,840kg |
| **全長** | 9.25m |
| **最大直径** | 2.8m |
| **乗員** | 3名 |
| **軌道モジュール** | 生活・実験空間 |
| **帰還モジュール** | 大気圏再突入カプセル |
| **推進モジュール** | 軌道制御用エンジン |

### インターフェース最適化

**機械インターフェース**:
- **分離機構**: 爆発ボルト式（確実な分離）
- **振動抑制**: 宇宙船接続部に防振装置
- **荷重分散**: 宇宙船の質量を均等に支持

**電気インターフェース**:
- **アンビリカル接続**: 打上げ直前まで電力・通信供給
- **分離時切断**: 自動切断機構（分離時の損傷防止）

## 3. 酒泉PAD-921専用設計

長征2号Fは **酒泉PAD-921（神舟射座）専用** である [@wiki_en_jiuquan_2025]：

### 垂直組立方式

**組立プロセス**:
1. **垂直総装測試厂房（VAB）**: 93.5m高、ロケット縦方向組立
2. **宇宙船組付け**: クリーンルームで神舟宇宙船を最上部に組付け
3. **移動発射平台（MLP）**: 750ton、ロケットを射点まで輸送
4. **射点起立**: PAD-921で最終準備

### PAD-921の特徴

**三塔合一設計**:
- **統合タワー**: 組立・整備・打上げ一体型
- **高さ**: 75m、11層構造
- **スイングアーム**: 各段へのアクセス用

**有人飛行対応設備**:
- **クリーンルーム**: 宇宙船組付けエリアの清浄度管理
- **緊急脱出装置**: 異常時の宇宙飛行士脱出用エレベーター
- **医療施設**: 射場近傍に医療待機施設

## 4. 100%成功率（20回連続成功）

長征2号Fは **20回連続成功（100%成功率）** を達成している [@wiki_en_cz2f_2025]：

**成功率の要因**:

### 保守的設計
- **実績技術活用**: CZ-2E（商業ロケット）の技術基盤
- **過剰品質**: 有人飛行用の厳格な品質基準

### 徹底的試験
- **全数試験**: 全てのエンジンを地上燃焼試験
- **環境試験**: 振動・熱・音響試験の完全実施
- **システム試験**: 総合電気試験、推進剤充填リハーサル

### 品質管理
- **トレーサビリティ**: 全部品の製造履歴追跡
- **検査厳格化**: 通常ロケットの2倍の検査項目
- **作業者訓練**: 有人飛行専用の作業資格制度

# 主要ミッション

## 神舟（Shenzhou）有人宇宙飛行

長征2号Fの **全てのミッションは神舟宇宙船の打上げ** である [@wiki_en_cz2f_2025]：

### 無人試験飛行（1999年〜2002年）

| ミッション | 打上げ日 | 目的 |
|----------|---------|------|
| **神舟1号** | 1999-11-20 | 初の無人軌道飛行試験 |
| **神舟2号** | 2001-01-10 | 生命維持装置試験 |
| **神舟3号** | 2002-03-25 | 模擬人形搭載試験 |
| **神舟4号** | 2002-12-30 | 最終無人確認試験 |

### 有人飛行（2003年〜）

| ミッション | 打上げ日 | 乗員 | 主要成果 |
|----------|---------|------|---------|
| **神舟5号** | 2003-10-15 | 楊利偉（1名） | **中国初有人宇宙飛行** |
| **神舟6号** | 2005-10-12 | 費俊龍、聶海勝（2名） | 複数日滞在試験 |
| **神舟7号** | 2008-09-25 | 翟志剛、劉伯明、景海鵬（3名） | **初の船外活動（EVA）** |
| **神舟9号** | 2012-06-16 | 景海鵬、劉旺、劉洋（3名） | **初の女性宇宙飛行士**、天宮1号ドッキング |
| **神舟10号** | 2013-06-11 | 聶海勝、張暁光、王亜平（3名） | 宇宙授業実施 |
| **神舟11号** | 2016-10-17 | 景海鵬、陳冬（2名） | 天宮2号長期滞在（33日間） |
| **神舟12号** | 2021-06-17 | 聶海勝、劉伯明、湯洪波（3名） | **天宮ステーション初の有人ミッション** |
| **神舟13号** | 2021-10-16 | 翟志剛、王亜平、葉光富（3名） | 長期滞在（6ヶ月） |
| **神舟14号** | 2022-06-05 | 陳冬、劉洋、蔡旭哲（3名） | ステーション建設支援 |
| **神舟15号** | 2022-11-29 | 費俊龍、鄧清明、張陸（3名） | 初の軌道上引き継ぎ |
| **神舟16号** | 2023-05-30 | 景海鵬、朱楊柱、桂海潮（3名） | 科学者宇宙飛行士初搭乗 |
| **神舟17号** | 2023-10-26 | 湯洪波、唐勝傑、江新林（3名） | 最年少クルー（平均38歳） |
| **神舟18号** | 2024-04-25 | 葉光富、李聡、李広蘇（3名） | 運用継続 |

## 歴史的マイルストーン

### 2003年10月15日 - 神舟5号（中国初有人宇宙飛行）

**宇宙飛行士**: 楊利偉（Yang Liwei）
**飛行時間**: 21時間23分
**軌道**: LEO 343km

**意義**:
- **中国初の有人宇宙飛行**: ソ連・米国に次ぐ3番目の国
- **国家的威信**: 中国の宇宙技術の到達点を示す
- **楊利偉の英雄化**: 中国初の宇宙飛行士として国民的英雄に

### 2008年9月25日 - 神舟7号（初の船外活動）

**宇宙飛行士**: 翟志剛、劉伯明、景海鵬
**EVA実施**: 翟志剛が約20分の船外活動

**技術成果**:
- **飛天宇宙服**: 中国製EVA宇宙服の実証
- **気密室運用**: 軌道モジュールをエアロック使用
- **船外作業技術**: 将来の宇宙ステーション建設に必須

### 2021年6月17日 - 神舟12号（天宮ステーション初の有人）

**宇宙飛行士**: 聶海勝、劉伯明、湯洪波
**滞在期間**: 92日間（天和コアモジュール）

**意義**:
- **宇宙ステーション建設開始**: 中国独自ステーションの運用開始
- **長期滞在**: 3ヶ月の軌道上滞在技術確立
- **ステーション組立**: 船外活動でステーション機器設置

# 技術的課題

## 有毒推進剤の取扱い

長征2号Fは **全段で有毒ヒドラジン系推進剤（UDMH/N₂O₄）** を使用：

**安全対策**:
- **防護服**: 推進剤充填作業時は完全防護服着用
- **毒性ガス検知**: センサー常時監視、警報システム
- **緊急除染**: 除染シャワー・医療施設完備

**環境問題**:
- **第1段・ブースター落下**: 内蒙古・甘粛省の砂漠地帯
- **土壌汚染リスク**: UDMH/N₂O₄は土壌・水質を汚染
- **住民避難**: 落下予想地域の事前避難措置

## 将来的な代替ロケット

**背景**:
- **環境規制**: 有毒推進剤による汚染問題
- **技術進化**: クリーン推進剤技術の成熟
- **コスト削減**: 新世代ロケットの経済性

**候補ロケット**:

### 新一代載人火箭（Next-Generation Manned Rocket）

**開発状況**: 設計段階
**仕様**:
- **推進剤**: LOX/ケロシン + LOX/LH₂（クリーン）
- **ペイロード**: LEO 25ton（神舟の3倍）
- **再使用**: 第1段再使用型（計画）

**目的**:
- **月面着陸**: 有人月面探査計画
- **環境配慮**: 無毒推進剤
- **コスト削減**: 再使用で打上げコスト低減

**運用予定時期**: 2030年代

# 比較: 世界の有人宇宙船ロケット

| ロケット | 国 | 宇宙船 | LEOペイロード | 推進剤 | 成功率 |
|---------|---|--------|-------------|--------|--------|
| **CZ-2F** | 中国 | 神舟 | 8.4ton | UDMH/N₂O₄ | 100% |
| **Soyuz-FG/2.1a** | ロシア | ソユーズ | 7.2ton | LOX/Kerosene | 98% |
| **Falcon 9** | 米国 | Crew Dragon | 22.8ton | LOX/Kerosene | 99% |
| **Atlas V** | 米国 | Starliner | 18.8ton | LOX/Kerosene + Hydrazine | 100% |
| **Space Shuttle** | 米国 | オービター | 24.4ton | LOX/LH₂ + Solid | 98.5%（退役） |

# 将来展望

## 中国宇宙ステーション定常運用

**運用計画**:
- **打上げ頻度**: 年2回（乗員交代）
- **滞在期間**: 6ヶ月/ミッション
- **クルーサイズ**: 3名

**2025年以降の計画**:
- **神舟19号〜**: 定常運用継続
- **国際協力**: 外国人宇宙飛行士の搭乗可能性

## 新世代ロケットへの移行

**移行シナリオ**:
1. **短期（〜2030年）**: CZ-2F継続運用
2. **中期（2030年代）**: 新一代載人火箭の並行運用
3. **長期（2040年代）**: CZ-2F退役、新世代機に完全移行

## 有人月面探査

**計画**:
- **時期**: 2030年代
- **ロケット**: 新一代載人火箭（開発中）
- **着陸船**: 新規開発
- **目標**: 中国初の有人月面着陸

# 参照文献

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**ファイルパス**: `C:\Users\xprin\github\tech-research-portfolio\projects\rockets_facilities\docs\rockets\china\CZ-2F.qmd`

**完成日**: 2025-10-22

**対応YAMLデータ**: `C:\Users\xprin\github\tech-research-portfolio\projects\rockets\china\CZ-2F.yaml`

**関連発射施設**: [酒泉衛星発射センター](../../rockets-facilities/china/jiuquan.qmd)

**関連ロケット**: [神舟宇宙船](../spacecraft/shenzhou.qmd)
