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漫话“宇宙神-5”系列运载火箭

发布日期:2004年10月13日字体: 【大】【中】【小】

    “洛克希德·马丁”公司的“宇宙神”运载火箭系列在美国运载火箭发射市场占有举足轻重的地位,该系列火箭在美国每年火箭发射活动中所占的比例接近40%,仅次于“波音”公司的“德尔塔”运载火箭。目前,美国仍在使用的“宇宙神” 系列运载火箭包括“宇宙神-2A”、“宇宙神-2AS”、“宇宙神-3A”、“宇宙神-3B”,并且已成功地使用新型的“宇宙神-5”运载火箭进行了3次发射活动。

  根据美国的“改进型一次性运载火箭”计划(EELV),“洛克希德·马丁”公司于1995年开始了“宇宙神-5”系列运载火箭的制造工作,其目的是寻求一种使用方便而且费用较低的运载火箭。对该型火箭的要求是能够将中型及重型卫星发射至地球同步轨道和低层转移地球同步轨道。

  “宇宙神-5”运载火箭最显著的一个特点就是:使用俄罗斯生产的RD-180液体燃料发动机作为火箭第一级主发动机。目前,美国已经从俄罗斯购买了一批该型发动机及其在美本土的许可生产权。同时,根据美俄签署的合同条款,在组装运载火箭时只能使用在美国生产的该型发动机。目前,美国的一家公司正在准备组织生产RD-180液体火箭发动机。根据计划,该公司将为美国防部的发射活动生产25台这样的发动机。

  要了解“宇宙神-5”运载火箭系列,应该首先了解一下其命名规则。该系列火箭一般命名为“宇宙神-5/NXY”,其中N为4-5,表示前隔舱的直径(米);X为0-5,表示固体燃料加速器的数量;Y为1-2,表示第二级发动机的数量。“宇宙神-5/5XY”将可以直接把卫星送抵地球同步轨道。

  运载火箭的第一级是铝合金制造的,为追求最大限度的坚固性,燃料舱隔板具有独特的设计,每个舱都有独立的底部。为了与下一级对接,设计了三类过渡隔舱。“宇宙神-5/4XY”运载火箭过渡间隔舱为圆锥形,重为420公斤,这可以保障该型运载火箭第一级与“半人马”级的成功对接。与运载火箭的第一级相比,“半人马”级的直径要小0.75米。而在“宇宙神-5/5XY”运载火箭中,使用的过渡间隔舱为圆柱形,重为270公斤,因此火箭第一级与第二级的直径是相同的。

  火箭的第二级由“半人马-3”级两个改型中的一个构成。第一个改进型外径为3.05米,装有一台RL10A-4-2型发动机;另外一个改进型外径为3.8米,装有两台RL10A-4-2型发动机。

  “宇宙神-5”运载火箭的飞行控制组件,既安装在第一级上,也安装在火箭的“半人马-3”级上。其中,第一级上安装的飞行控制组件包括:飞行安全保障系统模块、燃料供给系统控制模块、辅助遥测模块、两级陀螺仪和蓄电池组。上述组件安装在一个统一的集装箱内,而该集装箱则位于火箭各级顶部外侧。装备两级陀螺仪是因为,必须精确跟踪火箭沿倾斜角与俯仰角的转动,以保障其在飞行中的高度稳定性。燃料供给系统组件存在于RD-180发动机的油路中,可以保证动力系统稳定。

  “宇宙神-5”运载火箭“半人马-3”级中安装的控制系统组件包括:基于1750A处理器的舱载计算系统、基于环形激光陀螺仪的惯性导航系统、转换器模块、主要及辅助遥测模块、飞行安全保障系统模块、蓄电池组。它们安装在火箭该级顶部的仪器舱。发动机的启动和关闭通过位于油路中的阀门系统实现。

  截止2004年6月,美国的“宇宙神-5”运载火箭共进行了三次发射活动,分别是“宇宙神-5/401”两次,“宇宙神-5/521”一次,每次发射的费用在7500-9000万美元之间。而“宇宙神-5/431”运载火箭的首次发射预计在2004年底进行。

  除了具有较高的飞行技术性能之外,“宇宙神-5”运载火箭还具有良好的使用参数。例如,生产一枚“宇宙神-5”运载火箭的整个周期为近15个月,发射准备周期总共为15-21昼夜(其中在发射场的时间为2昼夜)。而“大力神-4”运载火箭的相应参数分别为36个月,150-240昼夜(其中在发射场的时间为近90昼夜);“宇宙神-2AS”运载火箭相应的参数分别为24个月,42-57昼夜(其中在发射场的时间为38昼夜)。

  “宇宙神-5”运载火箭不仅可以在美国的东部靶场进行发射,而且在不久的将来可以从美国西部靶场升空。为此,美将重新装备其西部靶场的SLC-3E航天发射综合体,而其东部的SLC-41航天发射综合体早已经开始发挥作用。(高斯佳编译)


本文编辑:闫秋

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