国外著名的运载火箭

第三节 国外著名的运载火箭

大力神( Titan)系列运载火箭

美国“大力神”运载火箭系列由“大力神-2”洲际导弹发展而来,1964年首次发射。该系列由“大力神-2” 、“大力神-3” 、“大力神-34” 、“大力神-4”和商用“大力神-3”等型号和子系列组成。它的最大近地轨道运载能力为21. 9吨,地球同步转移轨道运载能力为5. 3吨。

宇宙神( Atlas)系列运载火箭

美国宇宙神系列运载火箭于1958年12月18日首次发射,曾经发射过世界上第一颗通信卫星、美国第一艘载人飞船等。目前正在使用的主要有“宇宙神-2A” 、“宇宙神-2AS”和“宇宙神-3” 。研制中的“宇宙神-5”运载火箭的第一级采用了通用模块化设计,其中的重型火箭使用了3个通用模块,其地球同步转移轨道运载能力达到13吨。

德尔它( Delta)系列运载火箭

美国“德尔它”系列运载火箭系列于1960年5月13日首次发射,迄今为止已发展了19种型号,目前正在使用的是“德尔它- 2”和“德尔它-3”两种型号。美国空军的全部GPS卫星都是由“德尔它-2”发射的。“德尔它-3”是在“德尔它-2”的基础上研制的大型运载火箭,可以把3. 8吨的有效载荷送入地球同步转移轨道。“德尔它-3”于2000年8月发射成功。美国还正在研制具有多种配置的“德尔它-4”子系列,其中的重型“德尔它- 4”的地球同步转移轨道运载能力在13吨以上。

土星- V ( Saturn)系列运载火箭

土星- V运载火箭是美国专为阿波罗登月计划而研制的、迄今为止最大的巨型运载火箭。其起飞重量为3000吨,直径10米,高110米,近地轨道运载能力达97吨,它能把重达47吨的“阿波罗”飞船送入登月轨道。土星- V曾先后将12名航天员送上月球。

东方号( Vostok)系列运载火箭

俄罗斯“东方号”系列运载火箭是世界上第一种载人航天运载工具,它创造了多个世界第一:发射了第一颗人造卫星、第一颗月球探测器、第一颗金星探测器、第一颗火星探测器、第一艘载人飞船、第一艘无人载货飞船“进步号”等。它也是世界上发射次数最多的运载火箭系列。其中联盟号是“东方号”的一个子系列,主要发射“联盟号”载人飞船、 “进步号”载货飞船。

质子号( Proton)系列运载火箭

俄罗斯“质子号”系列运载火箭分为二级型、三级型和四级型3种型号。目前正在使用的有“质子号”三级型和四级型2种。三级型“质子号”于1968年11月16日首次发射,其低地轨道运载能力达到22吨,它是世界上第一种用于发射空间站的运载火箭,曾发射过“礼炮”1~7号空间站、“和平号”空间站各舱段和其他大型低地轨道有效载荷。1998年11月20日, “质子号”发射了国际空间站的第一个舱段。

天顶号( Zenit)系列运载火箭

“天顶号”系列运载火箭是苏联(后为乌克兰)研制的运载火箭,分为两级的“天顶-2” 、三级的“天顶-3”和用于海上发射的“天顶-3SL” 。 “天顶-2”的低地轨道运载能力约为18吨,太阳同步轨道运载能力约为11吨。可在海上发射的“天顶- 3SL”是美国、乌克兰、俄罗斯、挪威联合研制的运载火箭,其地球同步轨道运载能力为2吨,1999年3月首次发射成功。

能源号( Energia)运载火箭

“能源号”运载火箭是苏联/俄罗斯研制的目前世界上起飞质量和推力最大的火箭。其近地轨道运载能力为105吨,既可发射大型无人载荷,也可用于发射载人航天飞机。能源号于1987年首次发射成功,曾将苏联的“暴风雪号”航天飞机成功地送上天。目前由于俄罗斯经济状态不佳就再也没有发射过。

阿里安-5运载火箭发射

阿里安( Ariane)系列运载火箭

阿里安火箭是由欧洲11个国家组成的欧空局研制的系列运载火箭,该系列已有阿里安1~5共5个子系列,目前正在使用的是“阿里安-4”和“阿里安-5” 。“阿里安-4”于1988年6月15日进行了首次发射,其近地轨道运载能力为9. 4吨,地球同步转移轨道运载能力为4. 2吨。 “阿里安- 5”于1997年进行了首次发射,近地轨道运载能力为25吨,地球同步转移轨道运载能力为7. 5吨。目前“阿里安-5”正在进行改进,“阿里安-5”火箭能同时发射两颗通信卫星,有可能于2017年投入商业服务。

H系列运载火箭

日本H系列运载火箭由H -1、H -2、H -2A等火箭组成,目前正在使用的H系列火箭只有H - 2A和H - 2B,2001年8月首次发射成功。

极轨卫星火箭( PSLV)

印度自行研制的极轨道4级运载火箭的太阳同步轨道运载能力为1吨,低地轨道运载能力为3吨。1993年9月首次发射,但由于火箭出现故障,卫星未能入轨。此后,该火箭连续3次发射成功。1999年5月,一箭三星技术又取得成功。

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半途夭折的登月火箭

20世纪60年代初,当苏联“东方号”运载火箭将载人飞船送上太空之后,总设计师科罗廖夫开始酝酿一种新的大型运载火箭。这种运载火箭能将上百吨的有载荷送上天穹,而最主要的是可以实现载人登月飞行计划。

这种大型运载火箭与美国的“土星5号”登月火箭相仿。科罗廖夫提出的载人登月方案是:第一步由“质子号”运载火箭发射载人飞船作环绕月球的观察飞行;第二步研制H -1火箭将载人登月舱送上月球。H -1运载火箭的两对发动机和第二级火箭的一对发动机失灵,火箭也能飞到目标。这种火箭高100米,底部直径17. 1米。它与“土星5号”运载火箭相比,H - 1短10. 6米,直径大7. 1米,H - 1第一级有30台发动机,而“土星5号”的第一级只有5台F -1发动机。 “土星5号”的上面各级均用液氢液氧推进剂,而H -1的上面级用的是液氧和煤油作推进剂的发动机。在苏、美向月球进军的竞赛中,H - 1运载火箭不如“土星5号”火箭顺利,累遭挫折,最终也未能如愿以偿。

苏联有26个政府部门的500多个单位参与H -1火箭的研制生产,对此庞大复杂的系统工程,需要精心组织协调,统一步伐。不巧的是,H -1火箭尚未研制出来,总设计师科罗廖夫就于1966年去世了。这给H -1火箭蒙上一层阴影。原定1968年下半年实现登月计划,但直到1969年初H -1火箭研制才匆匆完成,而且接连4次试飞失败。

1969年2月21日,在拜科努尔发射场首次试验H - 1运载火箭。由于火箭尾舱着火,发动机不得不在发射70秒钟关闭,火箭升到12千米的空中爆炸。首次试飞失败表明,无论如何也赶不上美国载人登月的步伐了。在美国“土星5号”运载火箭把阿波罗载人飞船送上月球的前夕,1969年7月3日H - 1火箭进行第二次试飞,又发生偶然事故:火箭还未飞离发射台,主发动机的一台液氧涡轮泵爆炸,火箭燃烧后倒塌,连同全套发射设备一起炸毁。至今在拜科努发射场还能看到当年火箭爆炸后留下的痕迹。

尽管美国人捷足先登,但苏联不甘落后,试图挽回已经失败的局面。

1971年7月27日,H -1火箭进行第三次发射,意想不到的发动机仅工作7秒钟,火箭发生滚动失控,箭载计算机随即指令关机,试飞又一次严重受挫。

一年之后,1972年11月23日进行了一次决定H -1火箭命运的试飞。火箭发射后正常,几乎持续到第一级工作完毕,当火箭开始级间分离,一级内侧6台发动机关机时,箭体突然居然振荡,造成一条推进剂输送管路破裂而爆炸起火。这时火箭起飞已107秒,上升到40千米的高空,地面指挥中心发出指令,火箭在高空自毁。原因主要是H -1第一级火箭发动机及箭体结构的飞行动力相互作用在控制上有缺陷,从而导致功亏一篑的结果。由于H -1火箭的难产,苏联的载人登月飞行计划后来销声匿迹了。

在通向太空的道路并不是一帆风顺的,有成功,也会有失败。苏联继科罗廖夫之后的著名航天总设计师米申在谈到H -1火箭的夭折时,沉痛地感慨说: “虽然我们离成功仅有一步之遥,但没有允许我们走完这一步,为它奉献了毕生年华的人们掉下了悲伤的眼泪。我们曾分析研究我们的差错,为的是纠正它们并向前进展。 ”