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1957年8月27日, 前苏联塔斯社发表了一则轰动全球的公告:1957年8月21日,世界上第一枚多级远程弹道火箭向太平洋进行全程发射试验成功。这则公告宣称:火箭试验进展顺利。经过短时间的远距离飞行之后,火箭在预定区域降落,完成了一次前所未有的飞行。一个半月后,10月4日又传来了振奋人心的消息:卫星号运载火箭把世界上第一颗人造地球卫星送入预定轨道运行。
卫星号运载火箭 “卫星号”运载火箭在发射了三颗卫星后,经适当改进一增加一级或两级不同规格的上面级火箭,先后派生出“东方号”、“闪电号”和“联盟号”,成为世界上用途最广、使用次数最多的一种运载火箭系列。 火箭起飞时,5台发动机同时工作,火箭飞行到120秒,助推火箭先行熄火、分离。发动机下部连接机构首先爆炸分离,助推火箭绕着上端的滚珠轴承旋转,在转到一定角度后便脱离啮合,借助液氧箱中的气体向外喷射的作用力而脱离芯级。芯级发动机单独工作180秒,速度达到8公里/秒。净重10吨的芯级随同卫星一起入轨。这种级间组合方案以及把芯级设计成单级的作法,避免了火箭第一、二级之间的分离和第二级发动机的高空点火问题。 火箭没有采用主发动机摆动,而是靠火箭底部的12台可摆动的小型游动发动机,控制火箭的航向,这样可减少主发动机设计的复杂性。 基本性能数据 东方号运载火箭 闪电号和联盟号运载火箭 质子号运载火箭 联盟号火箭系因发射联盟系列载入飞船而得名。它是由东方号三级火箭改进第三级后的新型三级运载火箭。总长49.3米,起飞重量310吨,近地轨道地运载能力为7.5吨。1963年11月16日首次发射宇宙22号卫星成功,1964年和1965年又先后用来试验发射两艘上升号载入飞船。1967年开始用来发射联盟号,联盟T号系列载入飞船和进步号自动货运飞船。 天顶号是前苏联的一种中型运载火箭,主要是用来发射轨道高度在1500km以下的军用和民用卫星、经过改进的“联盟号”TM型载人飞船和“进步号”改进型货运飞船。“天顶号”2型是两级运载火箭,其一子级还被用作“能源号”火箭助推级的助推器。“天顶号”3型是三级运载火箭,它在二型的基础上,增加了一个远地点级,用于将有效载荷送入地球同步轨道、其它高轨道或星际飞行轨道。2型与3型用的一子级和二子极是相同的。 能源号运载火箭 能源号运载火箭是目前世界上起飞质量与推力最大的火箭。 能源号运载火箭的主要任务有:发射多次使用的轨道飞行器;向近地空间发射大型飞行器、大型空间站的基本舱或其它舱段、大型太阳能装置;向近地轨道或地球同步轨道发射重型军用、民用卫星;向月球、火星或深层空间发射大型有效载荷。1988年11月15日,能源号火箭将不载人的暴风雪号航天飞机载入太空轨道飞行,成为前苏联运载火箭发展的一个新的里程碑。这种巨型火箭仅进行了两次发射,就退出了现役,是如种原因造成了这个耗资达100亿美元的庞然大物最终以悲剧收场?希望下文能给你一些提示。 "能源号"火箭是二级火箭,第一级是并联火箭,由四至八枚火箭助推器(一般称"捆绑式火箭助推器")组成。第二级装有四台威力强大的液氢/液氧发动机。每枚捆绑式火箭助推器均装有一台燃烧煤油和液氧的巨型发动机,这种发动机是迄今为止人类所能造出的威力最大的液体燃料火箭发动机(RD170)。 能源号的运载能力惊人,第一极为4枚捆绑火箭的能源号能将105吨重的暴风雪号航天飞机送入亚轨道。根据不同任务要求,可以有三种不同组合型式。当用于发射航天飞机时,它的起飞推力为3500吨,起飞重量为2400吨,装上第三级能把有效载荷送上地球同步轨道、飞往月球和行星的轨道。同步轨道运载能力约为18吨,月球轨道的运载能力为32吨,火星和金星轨道的运载能力为28吨。如果作一个比较的话,中国运载能力最强的长三乙的静止轨道有效载荷为4.8吨,简直是未成年。"能源"号火箭的主要用途是发射大型低地轨道器,其低地轨道运载潜力为270吨。 能源号的设计特点: 能源号运载火箭的历史要追溯到苏联不成功的登月计划,这项计划是靠N1运载火箭来实施的。N1运载火箭高113米,底部直径17米,其第一级使用了30台发动机,产生的总推力达4500万牛顿。从1969年至1972年连续4次发射失败后,这项计划被取消,随后代之以新的"能源"号运载火箭/"暴风雪"号航天飞机计划。"能源号"是一种积木式的重型运载火箭,它可以发射各种不同的有效载荷,如"暴风雪"号轨道器。所以能源号火箭只能从拜科努尔发射场利用N1月球火箭的发射台发射。 "能源"号火箭是根据一些使用要求设计的。首先是具有发射大型不载人的有效载荷和航天飞机的能力,有效载荷安装在火箭侧面。在"能源"号火箭上包含了所有推进系统部件,这能使"能源"号火箭和其运载的航天飞机分别研制。第二是能发射重量为100吨至200吨的有效载荷的能力。这就决定了这种火箭采用积木式设计.其捆绑式助推器其实就是"天顶"号中型运载火箭的第一级。第三是具有全方位发射能力,并使消耗性硬件坠落在安全陆地区域。这点可通过两级结构得到满足,第一级落点距发射场的400公里,且第一级能达到的速度较低(1·8公里/秒),因而可能回收。在轨道上用完了燃料的"能源号"芯级将在飞行五小时后越过发射场上空,然后通过遥控再入大气层软着陆,以反复利用。但在其公开的两次试飞中似乎都没有实现。 为了提高这种火箭的可靠性,它是按照冗余度原则设计的。因此火箭的某个系统出故障并不影响发射任务的成功,有些系统还允许发生第二次故障,而不影响飞行安全。这种火箭还装有故障防护设备,它能检测两级火箭的补燃发动机的工作状态,在其工作不正常时,立即将失灵部件断开,甚至在第一级或第二级中有一台发动机不工作的情况下,火箭仍可继续作可控飞行。 当我们现在回头看能源号的发展的时候,我们首先不得不承认它在技术上的先进性,但它并没有能在经济性上达到它的设计目标。 如果按把一公斤载荷送入轨道的费用而论:能源号这个号称是可重复使用的系统并不比一次使用的火箭便宜,而且要昂贵得多。因为"能源"号火箭的第一级回收后,如何可靠地、客观地用非破坏性检验方法来评定它的结构状态和寿命余量,仍是一项未解决的技术课题,这就使多次使用失去了保障。火箭的第二级的回收更是难以实现,令此庞然大物从安全亚轨道返回并回收在今天仍是一大难题。 要把有效载荷送上高地球轨道或逃逸轨道还要再加一级,所以还要研制两种新的辅助级,这些级将装在一种通用的货能容器内,容器长42米,直径6.7米。制动和修正级(RCS)"能源"号上面级(EUS)这两种还在研制两种新的辅助级的研制悬而未决更是俄罗斯面对的无底洞。 拜科努尔发射场高昂的发射费用,光一次发射所用的2000吨燃料就足以令发射费用居高难下,这些原因综合起来最终俄罗斯放弃的该项计划。 前途无量,可惜生不逢时,这也许是对能源号一个比较准确的描述,在苏联计划模式下的产物,也许命中坎坷,我们只希望有一天,能源号能重返太空;或者能充分利用其成果,就象"天顶"号中型运载火箭的第一级,庞大的芯级液氢液氧发动机怎能白白的躺在仓库?只是这一天还未到罢了。 “能源号”运载火箭成为前苏联运载火箭发展的一个新的里程碑。
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