号航天飞机,略说苏联能源号运载火箭

by admin on 2019年10月30日

结构特点使用情况

性能参数

能源号运载火箭是一种两级火箭,高度接近60米,芯级直径8米,总发射质量大约为19600KN
,总发射推力为 29400
kN,其发动机比冲值在4705以上,单台推力在323KN以上,推重比大致与美国航天飞机相当,如果经过充分改进,甚至可以一次将270吨货物送入近地轨道,绝对是迄今为止运载能力最强的火箭,没有之一!

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总装厂房内能源号火箭的4台助推器

能源号运载火箭的氢氧发动机RD-0120真空推力达到190吨,真空比冲为454.5秒,(仅次于美国338吨的RS-68、213吨的SSME、优于法国136吨的Vulcain
2,日本111吨的LE-7A),单次使用时长为500秒,可重复使用十次,就算是与美国的SSME等大推力氢氧发动机相比,性能也毫不逊色,而且RD-0120结构更简单,设计更有创意。

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火箭助推器装配大厅

正如上文提到的,能源号运载火箭的设计初衷是为了运载暴风雪号航天飞机(这也是能源号的载荷位于火箭的侧面而不是顶部的原因),但是这并不意味着它不能执行常规重型运载火箭的发射任务,在能源号第一次发射任务中就携带了“极地”号斯泰基-DM型试验飞船。

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结构特点

“暴风雪”号机身并没有装备火箭发动机。“暴风雪”号像滑翔机一样返回地球,并在跑道上着陆。下落过程中的热保护需要40000块定制的隔热瓦。

“暴风雪”号航天飞机上虽然没有主发动机,但有两台小型机动发动机,着落时如果第一次着落不成,还可以像普通飞机一样拉起来,再次进行着落,安全性能比较高。

“暴风雪”号在轨道运行时,完全依靠无人自动驾驶,其技术难度更大。

研制历程

为了取代发射成功率为零的N1火箭,苏联在1974年启动了新火箭的方案论证工作,能源科研生产联合体则提出了祝融星计划,其准备效仿美国用可重复使用的航天飞机来取代造价高昂的土星五号运载火箭,计划设计一款以质子号火箭为基础,使用与质子号相同的燃料,但是体积更大,推力更强的运载火箭。

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在NASA于1973年发射天空实验室后因为无法负担土星五号火箭高昂的发射费用而不得不放弃继续使用它时(
“阿波罗一联盟”
号的联合飞行是在2年后用小型“土星”1B进行的),苏联却仍然在不遗余力的研究高能低温推进技术。1987年5月15日,苏联价值200亿英镑的“能源”号
重型运载火箭首次在哈萨克斯坦的丘拉坦发射场进行了发射并取得了圆满成功,这也表明了苏联在工业开发太空方面即将领先全球。

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有效载荷

  • 30吨

  “暴风雪”号航天飞机是前苏联为了应对美国航天飞机而开发的。它是前苏联/俄罗斯的第一架(到目前为止也是唯一的一架)可重复使用的载人空间运输工具。航天飞机前方的座舱能够容纳六名机组乘员,但它的唯一一次飞行是无人的。在这次飞行之后,“暴风雪”号航天飞机就因为费用问题而被弃用了。

总结来说

能源-暴风雪项目是苏联在征服太空历程中最为野心勃勃的计划,其数十年的研发一扫N1前耻,也标致着苏联科学技术在航天运载火箭发展上的一大跨越,当时苏联最大的科学和工业中心、1286家企业和86个部委的100多万人直接参与了该项目,然而在1988年首飞成功之后,该项目资金就已经濒临耗尽。

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为了这个大项目,苏联投入了整整140亿卢布(当年的卢布不同于现在的卢布。按项目周期接近完成时的1985年看,当时苏联官方给出的美元兑卢布的汇率为1美元=0.7642卢布,恰好相当于现在美元与英镑的汇率。而如今,在2017年8月底,1美元=58.36卢布。也就是说,包括能源重型运载火箭在内的一揽子大型航天项目的总投资额相当于今天的1215.043亿元人民币,可谓是力度空前)。再加上切尔诺贝利核事故,为了遏制美国的星球大战计划而上马的各种烧钱的项目,它们在某种意义上加速了苏联的解体。

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在苏联解体之后,昔日的计划更是彻底失去了经济支持。1991年,苏联军方停止了对该计划的拨款支持。1993年,暴风雪航天飞机机身的设计者,莫尔尼亚联合体被迫承认,暴风雪计划就此结束。而本篇的主角——能源号运载火箭因为各种政治与经济原因只能存放在库房中,2002年能源号火箭连同一架可以飞行的暴风雪号航天飞机一道,在拜科努尔的厂房坍塌中被摧毁。(能源号的技术大体和N-1运载火箭、TOPAZ-2型空间核反应堆电源以及雅克141结局一样被美国人购买用做航空航天技术储备。)

  • 名称:暴风雪(Buran)号航天飞机
  • 制造商:闪电科学生产联合体(NPO Molniya)
  • 发射日期:1988年11月15日
  • 发射地点:哈萨克斯坦,拜科努尔
  • 轨道:252公里×256公里,倾角51.6°
  • 运载火箭:能源号
  • 纬度:北纬45度37分41.63秒
  • 经度:东经63度18分16.42秒

火箭回收技术的先行者

类似于能源号这种重型运载火箭发射费用十分昂贵,如果是一次性使用,就连美国这样财大气粗的国家都接受不了(土星五号被迫下马就是因为资金问题),因此苏联为了大幅度降低使用成本,在火箭助推级和芯级回收技术方面做了大量可行性研究,“能源号”火箭每个助推器外侧的上、下两端增设了回收设备舱,在底部还可以安装一个独特的折叠式桨叶状减速机构,因而其发射后可以借助回收系统来回收助推级乃至芯级(苏联在火箭回收技术方面可比美国Space
X早了好多年),但是最终因为缺乏研发资金能源号运载火箭还是被设计成了一次性使用。

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能源号火箭结构视图

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