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hteel
見習騎士 | 2009-5-18 15:18:59

作者:Lsquirrel

說到長征火箭,不能不提它的發動機,其實火箭技術,目前為止最關鍵的部分也就是發動機。中國的運載火箭和其他諸國一樣,也是由彈道導彈演變而來。CZ-1火箭源自DF-4型遠程彈道導彈;CZ-2火箭和FB-1(風暴一號)火箭都來自於DF-5號洲際彈道導彈;CZ-3火箭是采用CZ-2的一子級和二子級,增加了一個氫氧(LOX/LH2)低溫上面級發動機;CZ-4火箭可以說是增加了常溫上面級發動機做三子級的CZ-2。隨著時間的推移,尤其是冷戰的結束,老式派生自彈道導彈的運載火箭難以滿足新的發射需求,這不僅是運載能力不夠的問題,還包括經濟性不足,污染有毒等問題,為此各國都開始開發新一代運載火箭,我國由於經濟轉軌時期的撥款問題拖後了十多年,不過也開始開發新一代運載火箭系列,主要就是CZ-5系列和CZ-6小火箭,還有KT-1固體火箭和可能由此派生的空射小火箭。

由以上的簡要介紹可以看出,目前我國使用的運載火箭的發動機,都相當陳舊了:-(,下面簡單介紹下現有的火箭及發動機吧。

長征一號運載火箭的發動機來DF-4導彈,是一種三級火箭。CZ-1一子級發動機為YF-2A動機,這是由4台YF-1單機並聯而成的發動機(其實YF-2嚴格地說不能算一種發動機的),YF-2發動機采用偏二甲肼+硝酸-27S(N2O4/HNO3-27S)自燃推進劑,海平面比衝為2349牛·秒/千克,真空比衝 2607牛·秒/千克,推力為1020千牛,工作時間140秒;CZ-1的二子級為YF-1基礎上改良而來的高空發動機YF-3,加裝玻璃鋼噴管延伸段,噴管面積比從YF-1的10增加到48.2,相應的YF-3真空推力為294.2千牛,真空比衝2746牛·秒/千克;進一步改進後的YF-3真空推力增加到320.2千牛,比衝為2814牛·秒/千克;三子級的發動機為固體發動機FG-02,采用聚硫橡膠推進劑,裝藥為1.8噸,真空總衝為4440千牛 ·秒,真空比衝為2472牛·秒/千克,燃燒時間約為40秒。

後來DF -4的改進過程中還派生出長征一號丙型運載火箭,於1997年首飛,CZ-1D火箭的一子級為YF-2A發動機,推力提高到1101.2千牛,海平面比衝增加到2378牛·秒/千克,真空比衝增加到2622牛·秒/千克。CZ-1D的二子級用YF-40代替了原來的固定式YF-3發動機,YF-40發動機采用兩台雙向擺動並可二次啟動的單機並聯而成,它是為CZ-4發展的常溫上面級發動機(所以有二次啟動能力就很正常了o(∩_∩)o...),其真空推力為100.86千牛,比衝為2981.2牛·秒/千克,工作時間約為360秒;三子級采用新的FG-36固體發動機替換了原有的FG-02發動機,采用端羥基聚丁二烯(HTPB)推進劑,真空平均比衝約為2834牛·秒/千克,推力約為44.6千牛,工作時間約為41秒。

長征二號運載火箭系列是一種二級火箭。包括長征二號,長征二號C,長征二號D,長征二號E和載人航天使用的長征二號F型火箭,其中長征二號已經於1979年停產,長征二號D 為上海航天局的產品。長征二號的發動機技術派生自DF-5導彈,長征二號C的一子級采用4台單機YF-20B並聯而成的發動機(!並聯又是並聯:- (!),稱之為YF-21B,又稱DaFY6-2發動機,使用偏二甲肼+四氧化二氮(N2O4+UDMH)推進劑,總推力2961.6千牛,海平面比衝為 2556.2牛·秒/千克;二子級采用一台主發動機YF-22B和4台游動發動機YF-23B組成,YF-22B和YF-23B又稱DaFY20-1和 DaFY21-1發動機,確切的說,YF-22B/DaFY20-1就是YF20B發動機的高空版。YF-22B發動機推力為742千牛,真空比衝為 2922.57牛·秒/千克;YF-23B發動機推力為11.8千牛,真空比衝為2910.5牛·秒/千克。長征二號C改進型火箭(CZ-2C/FP)曾被用作發射銥星,新增加了一個多星智能分配上面級(FP為智能分配器)而改進為三級火箭,在1997至1999年間把12顆銥星送入軌道,值得關注的是,這個智能分配器是我國在MIRV技術方面的首次嘗試。智能分配上面級的發動機編號FG-47,采用HTPB燃料的固體發動機,推力為742千牛,真空比衝 2825.28牛·秒/千克。

長征二號 D型火箭是上海航天局的產品,采用增加推進劑加注量和增加推力的方法進行了改進,一二子級的結構布局與發動機和長征四號基本相同(其實和長征二號也基本相同)。一子級采用YF-21B發動機,二子級采用YF-22和YF-23F發動機,其技術數據和長征四號一二子級的一致。

長征二號 E型火箭是以加長的長征二號C型火箭為芯級,捆綁4台液體助推器組成的大型二級捆綁式火箭系統,可以將9.2噸載荷送入請教28.5°,高度200公裡的近地圓軌道,它使我國首次掌握了捆綁式火箭的技術。長征二號E型火箭的一子級二子級發動機與長征二號C型火箭基本相同,型號仍然為YF-21B,YF- 22B和YF-23B,它捆綁的助推器發動機型號為DaFY5-1(又是YF-20的馬甲)發動機,采用N2O4+UDMH推進劑,推力為740.4千牛,比衝2556.2千牛。長征二號E火箭與1988年開始研制,1990年7月16日試驗發射成功,1992年首次商業發射。長征二號E火箭還可以增加一個三軸穩定的固體上面級ETS,用於發射同步軌道通訊衛星,可將約3噸有效載荷送入同步轉移軌道(GTO),采用ETS的長征二號E火箭於1995年 11月首次成功發射。ETS的發動機稱為長征二號E遠地點發動機(EPKM),推進劑為HTPB,真空比衝2863.5牛·秒/千克,平均推力179.2 千牛,工作時間為87秒。長征二號F型運載火箭派生自長征二號E型火箭,用於載人航天發射任務,綽號神箭。它是一種二級火箭,其一二子級的改進主要是提高了可靠性與安全性:-),發動機與性能數據參照CZ-2E火箭。

長征三號運載火箭是一種三級液體大型運載火箭,其一二子級的結構布局和發動機基本上和長征二號C運載火箭一致,三子級采用了具有高空二次啟動能力的LOX/LH2發動機YF -73,長征三號與1984年4月首次成功發射,將實驗通訊衛星送入同步轉移軌道。長征三號的研制成功使我國成為世界上第四個具有同步軌道衛星發射能力的國家,GTO的運輸能力約為1.5噸。YF-73的研制成功與投入使用,使我國成為世界上第二個掌握低溫發動機二次啟動技術的國家。長征三號火箭的一子級發動機為YF-21B發動機(4台YF-20B並聯而來),二子級采用YF-24D發動機,又稱DaFY20-1發動機,三子級采用新開發的使用 LOX/LH2燃料的YF-73發動機,推力為44.43千牛,真空比衝4119牛·秒/千克,工作時間為719秒。
長征三號A型運載火箭的主要改進是采用了新型上面級發動機YF-75,其GTO運載能力提高到2.65噸,它於1994年2月8日首次成功發射。YF-75由兩台單機並聯(!並聯又見並聯!)而成,推力為78.5*2千牛,真空比重為4312牛·秒/千克,工作時間約為475秒。長征三號B型運載火箭以長征三號A型運載火箭為芯級,外加捆綁4台液體助推器組合而成,助推器的發動機為DaFY5-1(!YF-20發動機滿賽!)發動機,推力為740.4千牛,比衝2556.2牛·秒/千克。是我國運載能力最大,技術最先進,構成最復雜的火箭,其GTO運載能力高達5.1噸。長征三號C型火箭也是以長征三號A為芯級,不過僅僅是捆綁了2台助推器,助推器發動機亦為DaFY5-1,可以看做是B型號的精簡版,其GTO運載能力為3.8噸。

長征四號運載火箭系列是上海航天局的產品,於是,理論上的風暴一號也被算入長征四號系列的範圍。風暴一號是上海航天局於1960年代末在DF-5的基礎上開發的低軌道運載火箭,風暴一號的一子級二子級發動機也是YF-21,YF-22和YF-23,使用中11次發射7次成功,發射了6顆衛星。對於大多數人,它廣為人知是 1981年9月進行了一箭三星的發射,而它為了驗證新技術進行了的兩次低彈道發射知道的人就少得多。這麼說吧,早期CZ-2,FB-1和DF-5有很多重疊,那兩次低彈道發射實際上是為了驗證DF-5的性能,或者說,就是DF-5。至少本鼠單從照片看,CZ-2,DF-5和FB-1的發射經常混淆的,他們基本一摸一樣的丫。

長征四號系列還包括長征四號,長征四號A和長征四號B型火箭。長征四號開發尚未完成即被終止,在此基礎上開發了長征四號A型火箭,用於發射太陽同步軌道衛星,後來在CZ-4A型基礎上開發了CZ-4B,用於發射尺寸重量更大的衛星。長征四號A型火箭的一二子級布局與長征三號基本相同(也就是說與長征二號基本相同),一二子級的發動機也分別為YF-21B,YF-22與YF-23F。其中YF-22的推力為719.8千牛,比衝為2835牛·秒/千克,YF- 23F的推力為11.6千牛,比衝為2742牛·秒/千克。三子級發動機為新型的YF-40常溫發動機,YF-40由兩台獨立工作可雙向擺動的單機通過發動機艙並聯而成,采用N2O4+UDMH燃料,真空推力98千牛,真空比衝為2942牛·秒/千克,燃燒時間329.8秒,可實現高空二次點火。長征四號 B型火箭由長征四號A發展而來,主要改進措施包括更大的整流罩,二子級發動機采用高空噴管以提高比衝性能,三子級發動機增加推進劑利用系統以減少安全余量提高運載能力。其一二子級發動機分別為YF-21B,YF-22B和YF-23B,與長征二號C相同。三子級發動機為YF-40發動機,推力為101千牛,比衝約為2971牛·秒/千克,其首發衛星為中巴合作的資源一號。不過,根據公開的消息,到2007年發射中國遙感衛星一號時,長征四號B型火箭才使用大型整流罩並實現高空二次點火。



中國原有的主要老式火箭及其發動機基本介紹完畢,恩,新一代的就是CZ-5和自稱編號CZ-6的小火箭,以及科工集團的KT-1/1B火箭了。

長征五號火箭的芯級發動機采用LOX/LH2燃料的YF-77發動機,采用燃氣發生器循環方式(Gas-generator cycle,又稱Open Cycle),海平面推力約為540千牛,海平面比衝約為333秒,真空推力約為700千牛,真空比衝約為438秒;助推器采用液氧煤油 (LOX/Kero)燃料的YF-100發動機,采用分級燃燒(Staged combustion cycle,由於分級燃燒一般采用高壓,所以很多時候也稱為高壓補燃,但嚴格的說兩者並不等同)循環方式,海平面推力約為1200千牛,海平面比衝約為 300秒,真空推力約為1340千牛,真空比衝約為336秒。YF-100具有節流能力,推力可在65%~100%之間浮動。長征五號的上面級采用YF- 75的改進版本YF-75D發動機,YF-75D仍然LOX/LH2燃料,但循環方式由YF-75的燃氣發生器循環方式改進到膨脹循環(Expander cycle)方式,比衝和推力都有不小的提升。

在開發120噸推力的YF-100之余,還開發了LOX/Kero燃料的YF-115發動機,推力約為15噸,采用高壓補燃方式。此外,還有一種8噸級的小型LOX/Kero發動機,編號不知,可能是用於做游動發動機調整姿態用。

新一代的小型運載火箭(可能獲得CZ-6的編號)的發動機采用LOX/Kero燃料,運載能力指標為700千米高度太陽同步軌道500千克載荷,按照目前已有發動機的儲備來看,很有可能是一子級一台YF-100發動機外加上面級YF-115發動機(這個用在這裡推力似乎有些偏大了)的二級火箭配置。

固體火箭盡管相對液體火箭而言比衝低,有效載荷少並且價格更為昂貴,但是具有射前准備時間短,簡單可靠等特點。在固體火箭方面,科工集團研制了首枚全固體燃料四級運載火箭KT-1,用於發射小衛星以及微型衛星,運載能力為低地軌道100千克一下有效載荷。KT-1系列還有改進型KT-1A和帶固體助推器的版本KT -1B(原來的KT-2系列火箭)。KT-1的發動機等技術來源於固體中程彈道導彈DF-21,直徑為1.4米,第一,二級采用采用FG-05D發動機,三子級和四子級采用FG-53和FG-54發動機。其中值得注意的是,FG-54發動機殼體是我國第一個采用碳復合材料的型號發動機殼體,於2003年9 月通過全箭飛行試驗(也是KT-1的首次發射成功)。KT-1B發動機采用新研制的1.7米直徑發動機作為芯級,捆綁兩台原有的1.4米發動機,運載能力有很大提高。此外,2006年珠海航展上,還展出了H-6為載機的空射小型固體運載火箭,重量為13噸,帶翼三級運載火箭,500公裡太陽同步軌道運載能力為50千克,低地軌道運載能力約為100千克。

PS,題外話,小道消息,2007年2月11日執行ASAT的是KT-409項目,KT-409發動機也是FG-05D。
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black69
伯爵 | 2009-5-18 21:51:03

拿日本的來比較
中國的是輸給日本的啦


H-IIA運載火箭是由日本自主開發的火箭。它屬於捆綁式兩級火箭。火箭直徑4米,高度53米,有2台主發動機,此外還安裝了4台固體助推火箭。

H-2A是液態燃料火箭系列,也是一種不可回收式的火箭,且是將衛星送至地球同步衛星軌道的商業火箭;由三菱重工和ATK硫基橡膠公司為宇宙航空研究開發機構所建造,發射地點在種子島宇宙中心。
静止軌道(GTO)  遠地点高度36,226km  近地点高度250km   6,000kg
低軌道(LEO)     高度300km                                      15,000kg
HTV軌道                平均高度約250km                              12,000kg

它的推力比中國最大的長征3B還要強大  技術更高  主引擎可以第二次點火



各形號的H2A


推力最大的204
















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f2326022
準男爵 | 2009-5-19 16:19:33

拿日本的來比較
中國的是輸給日本的啦


H-IIA運載火箭是由日本自主開發的火箭。它屬於捆綁式兩級火箭。火箭直徑4米,高度53米,有2台主發動機,此外還安裝了4台固體助推火箭。

H-2A是液態燃料火箭系列,也是 ...
black69 發表於 2009-5-18 21:51

比不上日本的?这位兄台,拿数据说话好不?看过日本的H-2A空中大礼花发射的次数和成功率后在来做结论好不?纸面上看H-2A是比中国的长征系列要好,可是实际呢?理论是要通过实践来检验的。
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black69
伯爵 | 2009-5-19 21:02:33

3# f2326022


讓我告訴妳吧
日本還有很多固態火箭  日本整體火箭失敗率不輸中國

中國火箭只要推力大的失敗次數很多

日本H2A式發射15次失敗一次而已  成功率你自己算


說日本火箭失敗率市貴國編出來的謊言
畢竟中國最自豪的宇宙科技  都輸給日本  只好邊此謊言來自我安慰
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hteel
見習騎士 | 2009-5-20 11:48:13

3# f2326022


不要跟這個二B  black69 費口舌,它嘴裡除了泥轟人天下第一,要麼就天下第一是泥轟人,
它這樣添泥轟,估計泥轟人自己都感到臉紅
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jinhua007
男爵 | 2009-5-20 14:10:36

本文最後由 jinhua007 於 2009-5-20 14:12 編輯
3# f2326022


讓我告訴妳吧
日本還有很多固態火箭  日本整體火箭失敗率不輸中國

中國火箭只要推力大的失敗次數很多

日本H2A式發射15次失敗一次而已  成功率你自己算


說日本火箭失敗率市貴國編出來 ...
black69 發表於 2009-5-19 21:02

中國輸給日本了嗎?日本還沒有能力用自己的火箭把自己的宇航員送入太空吧,中國宇航員已經在太空行走了。你老拿日本火箭推力大,技術先進來說話有什麼用,自己的太空艙都不能自己發射。就像一個瘸子,身材魁梧,相貌英俊有什麼用,最終他還是瘸子。
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karta2530573
見習騎士 | 2009-5-20 22:25:48

應該各有優缺吧   看起來是這樣的
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black69
伯爵 | 2009-5-21 16:11:45

本文最後由 black69 於 2009-5-21 16:50 編輯

>自己的太空艙都不能自己發射。就像一個瘸子,身材魁梧,相貌英俊有什麼用,最終他還是瘸子。

日本的類似神舟或是天宮的太空船就是今年要發射的HTV
他的重量是天宮一號的2倍重

所以日本16.5噸的HTV中國是無法發射的  更不用說近30噸的希望號

在補給張HTV宇宙捕給船的解析圖





全長 約10m
直径 約4.4m
質量 約10.5噸  
補給能力 約6噸   總重 16.5噸
廃棄品搭載能力 約6噸
目標軌道(ISS軌道) 高度:350km∼460km
軌道傾斜角:約51.6度
単独飛行能力:約100時間
軌道上待機能力:1週間以上
ISS滞在可能期間:最大30日間


Avionics Module航空電子設備艙
包括航運與電子系統負責HTV的運輸控制與供電
使HTV可以完全自動駕駛飛行(也可接收來自地球的指令)

Propulsion Module推進艙
共有4個火箭推進器   與32個矯正(控制)艙身用火箭
可用來做軌道修正與高度控制

Proximity Communication System  鄰域溝通系統
當HTV接近太空站時  太空站的軌道與速度將透過鄰域溝通系統
傳達給HTV  同時間HTV的資料也透過此傳給太空站

Reflector反射鏡

Pressurized Logistic Carrier 加壓物流運送者

Unpressurized Logistic Carrier 未加壓物流運送者

Exposed Pallet 外露的托盤
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black69
伯爵 | 2009-5-21 16:12:46

中國要發射深太空探測衛星都要俄羅斯幫忙發射
日本都式自己來  
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hteel
見習騎士 | 2009-5-22 14:12:39

中國要發射深太空探測衛星都要俄羅斯幫忙發射
日本都式自己來  
black69 發表於 2009-5-21 16:12


那好吧,”日本都式自己來“你们日本有像美国人那样全球存在的通讯中继测控站加太空中继通讯卫星,
或者像中国一样有6艘“远望”航天测控船6个国内测控站加巴基斯坦等3个外国测控站组成的全球测控网。
你来告诉我日本国的全球测控网在哪里?没有全球测控网我看你们日本人怎么自己来?
不要告诉我它都建在日本本土(日本那个屁大国土)
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black69
伯爵 | 2009-5-22 16:59:57

本文最後由 black69 於 2009-5-22 17:06 編輯

當然有
要說通訊衛星
你不應該提到日本
日本衛星的精密化  巨大化 通能強大

有空我整理出來給你看
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jinhua007
男爵 | 2009-5-22 22:30:08

>自己的太空艙都不能自己發射。就像一個瘸子,身材魁梧,相貌英俊有什麼用,最終他還是瘸子。

日本的類似神舟或是天宮的太空船就是今年要發射的HTV
他的重量是天宮一號的2倍重

所以日本16.5噸的HTV ...
black69 發表於 2009-5-21 16:11

你說的這個東西能坐人嗎??不能坐人的話,無論他多重我覺得技術上都比不上載人飛船,中國很快會推出長征5系列大推力火箭。火箭難點應該不在重量而是可靠性,目前世界上只有3個國家將自己的宇航員送入太空,日本在這方面還有距離,我想這是公認的。
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black69
伯爵 | 2009-5-23 01:32:26

日本今年9月要由H2B火箭發射的HTV補給船

全長 9.6m
直径 4.4m
質量 約10.5噸(不包括補給品)
補給能力 約6噸(船内用物資:約4.5噸、船外用物資:約1.5噸)
廃棄品搭載能力 約6噸
目標軌道(ISS軌道)
高度:350km∼460km
軌道傾斜角:約51.6度
單獨飛行能力:約100時間
軌道上待機能力:1週間以上
ISS停留可能期間:最大30日間

http://www.youtube.com/watch?v=j3YLDKlkiHs&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=oHHkdQukboM&feature=related



歐洲宇宙補給船ATV

長度 9.794公尺
最大直徑 4.480公尺
質量 9噸
艙組酬載 2.6噸
最大質量 13083公斤
發射可酬載最大質量 7.5噸
廢物處理量 6300公斤
發射軌道 420公里高度,51.6度傾向


俄羅斯進步號補給船

全長 7.23 m
最大直径 2.72 m
重量 7.13 噸
貨物重量 2.6噸


俄羅斯進步號是否跟中國的神舟一模一樣呢
沒錯
進步號可以運送物資到國際太空站,也可以撘載太空人,這種太空船是從聯盟號宇宙飛船衍生過來的
中國的神舟系列宇宙飛船也至少是借鑒了聯盟號的設計,或直接得到了聯盟號的相關技術  這兩種飛船之間的相似度非常高

歐洲日本的補給船重量載重多大很多   比較新   技術高
中國神舟才4噸   2011年的天宮才8噸   而天宮無法載人也無法運補貨物 它還只在技術檢驗而已
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black69
伯爵 | 2009-5-23 01:34:25

一向好大喜功   喜歡灌水吹牛的中國
99年發射神舟1號以來  03年進行有人太空活動......等等

我一開始還覺得很強   但是去追查相關資料後才覺得一點也沒什麼

中國的神舟基本上就是前蘇聯時代的太空船仿造版
外觀非常相同   
中國的太空技術源於蘇聯   所以到現在的有人太空活動其實只是在重復蘇聯在1960年代的活動
所以沒有創新當然也沒什麼風險
而美俄歐日所進行的宇宙深空探測活動 ,如派衛星登入水星  ,火星, 小行星等  或是進行太陽系的8大行星觀測活動
進行如火如荼    中國在這最重要領域卻繳白卷

我將比較一些圖片
神舟模型   大概是中國的太粗糙所以都找不到實品


反回地球的神舟   看起來技術低落的太空船


比較一下俄羅斯(前蘇聯)的太空船


美國太空梭與俄羅斯或中國太空船比較圖    是不成比例的   台灣的智障新聞還把兩者拿來比較
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black69
伯爵 | 2009-5-23 01:42:27

>火箭難點應該不在重量而是可靠性,

問題是中國火箭只要推力大的故障率都很高啊{:3_333:}
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hteel
見習騎士 | 2009-5-25 08:40:44

當然有
要說通訊衛星
你不應該提到日本
日本衛星的精密化  巨大化 通能強大

有空我整理出來給你看
black69 發表於 2009-5-22 16:59

你看清楚了,是航天测控网,不是单一的卫星,不要顾左右而言他。
你要能找到我也跟你一起喊“皇軍天下無敵”
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lifei200196
伯爵 | 2009-5-25 23:05:17

本文最後由 lifei200196 於 2009-5-26 00:12 編輯

1.jpg


暴風雪航天飛機  

1988年11月15日,前蘇聯的暴風雪號航天飛機從拜科努爾航天中心首次發射升空,47分鐘後進入距地面 250公裡的圓形軌道。它繞地球飛行兩圈,在太空遨游三小時後,按預定計劃於 9時25分安全返航,准確降落在離發射點12公裡外的混凝土跑道上,完成了一次無人駕駛的試驗飛行。  

  暴風雪號航天飛機大小與普通大型客機相差無幾,外形同美國航天飛機相仿,機翼呈三角形。機長36米、高16米,翼展24米,機身直徑5.6米,起飛重量105噸,返回後著陸重量為82噸。它有一個長18.3米、直徑 4.7米的大型貨艙,能把30噸貨物送上近地軌道,將20噸貨物運回地面。頭部有一容積70立方米的乘員座艙,可乘10人,設計飛行壽命100次。  

  科學家們認為,這次完全靠地面控制中心遙控機上電腦系統,在無人駕駛的條件下自動返航並准確降落在狹長跑道上,其難度要比1981年美國航天飛機有人駕駛試飛大得多。首先,暴風雪號的主發動機不是裝在航天飛機尾部,而是裝在能源號火箭上。這樣就大大減輕了航天飛機的入軌重量,同時騰出位置安裝小型機動飛行發動機和減速制動傘。其次,暴風雪號著陸時,可用尾部的小型發動機做有動力的機動飛行,安全准確地降落在狹長跑道上,萬一著陸姿態不佳,還可以將航天飛機升起來進行第二次著陸,從而提高了可靠性。而美國航天飛機靠無動力滑翔著陸只能一次成功。第三,暴風雪號能像普通飛機那樣借助副翼、操縱舵和空氣制動器來控制在大氣層內滑行,還准備有減速制動傘,在降落滑跑過程中當速度減慢到 50公裡/小時時自動彈出,使航天飛機在較短距離內停下來。  

最大質量:105噸
有效載荷:30噸
著陸質量:82-87噸
機組成員:2-10人
飛行時間:7-30日
軌道傾角:50.7-110度
軌道高度:250-1000千米
著陸速度:312-360km/h
長度:36.37米
高度:16.35米
翼展:23.92米
機翼掠角:45度
發射流程:
倒計時30分:清理發射台
倒計時11分:發射系統開始自檢
倒計時8秒:主引擎點火
倒計時0秒:助推引擎點火,發射升空
發射後150秒:助推火箭分離
發射後480秒:推進火箭燃盡,落入太平洋
發射後47分:暴風雪號進行42秒變軌機動,抵達高度250千米的軌道

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有翼航天器的先鋒當屬60年代初在著名工程師洛吉諾洛金斯基領導下研制的“50-50計劃”,也稱“螺旋”計劃。1962年,米高揚領導的第155設計局根據科羅廖夫下達的任務開始研制“50-50”計劃,其中的“50號產品”為單座軍用空天飛機,而“50-50”號產品”為高超音速載機。“50”這一數字表示為即將到來的偉大十月革命50周年獻禮,並計劃在此時進行首期亞音速試驗。高超音速載機由圖波列夫設計局負責研制,它應在極大的速度(M5.5∼6)和24∼30公裡的高度上釋放這架10噸重的空天飛機。計算表明,該系統的有效載荷重量約為其發射重量的12.5%,且有85%的發射重量返回地球,而當時科羅廖夫設計的320噸重的聯盟火箭只能將發射重量的2.5%送上太空,返回地球的只有2.8噸重的著陸器。同時,“螺旋”不光能返回,它還可以再次飛行,而且無需航天發射場。當時制造了試驗型軌道飛機,並進行了首批計劃內的飛行。在返回大氣層時,它就像飛機一樣,可在半徑為600∼800公裡的範圍內選擇著陸點。它的用途極為廣泛,既可作為航天轟炸機或偵察平台,也可作為航天武器載機或作為有人駕駛的救援機,同時還可作為截擊機或只是作為技術驗證平台。  

  1967年開始制造有人駕駛軌道飛機的縮比試驗器。在這些1/2和1/3模型中,代號“105.11”的模型用於亞音速大氣層試驗,“105.12”用於超音速研究,“105.13”用於高超音速研究,但這一項目於1969年6月被中止,當時的國防部長格列奇科元帥認為這簡直就是“天方夜譚”。1974年6月30日,在火箭發動機專家格魯什科的支持下,“螺旋”計劃恢復實施,並擬進行軌道飛機的亞音速飛行試驗。1976年10月11日,該軌道飛機完成了第一次飛行,一年後的11月27日也完成了“米格-105”試驗機從圖-95KM型機上在5000米高度上的第一次投放,總共進行了8次試飛,從而確定了該空天飛機的亞音速氣動性能和各系統在大氣層中飛行的性能。  

  該空天飛機呈平底形狀,采用升力體式機身,前部較大並向上翹起,因此該機又被戲稱為“套鞋”。這種幾何形狀可大大降低機身在再入大氣層時的受熱程度。該機的獨特之處是其可變式機翼。機翼安裝時與水平面呈60度角,在起飛、軌道飛行和再入大氣層時用作垂直安定面。在再入大氣層並將速度降低到亞音速後,機翼轉至水平狀態,從而增加了升力。機身、機翼和巨大垂直尾翼的後掠角度分別為78、55和60度。“米格-105”安裝有科列索夫研制的RD-36-35K型渦輪噴氣發動機,軌道發動機由19台大小不一的發動機組成,以進行軌道粗定位和精確機動。該飛機長8.5米,高3.5米,重4220公斤,翼展7.4米。這一方案最終被取消,但空天飛機的研制工作仍在繼續進行。  

  在70年代初,美國研制了“太空梭”軌道飛機,也就是目前正在使用的航天飛機。這一時間,前蘇聯也開始制造自己的“太空梭”,即“暴風雪”號航天飛機。為研究從軌道返回時防熱問題,設計者還研制了“布拉風-4”無人駕駛試驗器,以“宇宙”系列的代號完成了4次軌道飛行,時間分別為1982年6月4日、1983年3月16日和12月27日及1984年12月19日。最初兩架空天試驗機均濺落在印度洋上,其打撈工作引起了西方國家的注意。於是,後兩架“布拉風”均著陸於克裡米亞海區。“暴風雪”號於1988年11月15日發射升空,並完成了極其精確的自動著陸。暴風雪號首航成功,按計劃應很快開始載人飛行,後來,蘇聯的政治與經濟生活發生了巨大變化,航天計劃撥款急劇減少,於是,“暴風雪”號也就成了“多余之物”。

早在太空時代之前,就有人討論過建造可重復使用的飛機形航天器了。如俄國的齊奧爾科夫斯基就考慮過將飛機送入大氣層以外的可能性。前蘇聯的航天功臣科羅廖夫很早就將RP-318滑翔機安裝上火箭引擎做試驗。20世紀60年代,米高揚設計局設計了一種可重復使用的小型飛船螺旋(Spiral)號,它由超音速飛機發射,發射後則由自備的捆綁火箭作動力源。

  70年代初,美國制定了研制航天飛機的計劃,並將其列為載人航天的首要項目。美國人最初的目的是為了發展一種更經濟的軌道運輸工具以取代飛船和運載火箭,但前蘇聯當局則將這一新型航天器視為未來美國搭載核武器的工具,並於1976年決定發展類似的航天器作為對這種“威脅”的回應。蘇聯人將其取名為“暴風雪(Buran)”。當年米高揚設計局從事螺旋計劃的部分技術人員,以及來自莫爾尼亞、米亞西舍夫等設計局的一些工程師也被調去從事暴風雪計劃。暴風雪的主體由新成立的莫爾尼亞聯合體全權負責研發。

  與暴風雪一起研制的是重型運載火箭能源號(Energia)。它可以用來發射暴風雪號航天飛機,也可以單獨作為運載火箭使用,這與美國航天飛機設計不同,主要是出自蘇聯沒有開發大型固體火箭經驗的考慮。這個設計是由能源聯合體的負責人Valentin Glushko提出的。暴風雪號自身沒有主推進引擎,只有兩個小型引擎供調整軌道姿態用,起飛時它可以看作是能源號火箭的載荷。很多人認為,這一設計實際上要優於美國的航天飛機,因為如此做法將降低航天飛機的事故率,並可提高其搭載的有效載荷。但在暴風雪與能源火箭對接並運送到發射台的過程中,采用的是水平運輸的方式,這顯然沒有美國的垂直運輸來得方便。下圖是暴風雪號(左)和美國航天飛機的後視圖,其中紅色代表主引擎,黃色代表軌道調節用引擎,藍色部分是燃料貯存處。

  最初的設計(有些還早暴風雪計劃)有幾種,分別由米高揚、米亞西舍夫、切諾梅等設計局提出,各方案差別非常大,其中包括改良螺旋號飛船,使其可以用質子火箭發射的方案。其中一種設計甚至沒有機翼結構,這是為了使其更適合高速大迎角飛行;最後的著陸則通過降落傘調整。但最終蘇聯人還是采用了三角翼的設計。

  拜科努爾發射場為暴風雪號航天飛機和能源號火箭建造了3座發射台,但3號發射台從未使用過。

  暴風雪號的設計要求是可使用100次以上,能夠將30噸有效載荷送入200千米高、傾角50.7度的地球軌道;標准機組成員4人,包括正副駕駛員各一,另有2名從事艙外活動和其他領域研究的宇航員。在暴風雪號航天飛機上要能夠進行復雜的軍事研究。抵抗敵對國家的軍事活動也是暴風雪號的設計任務之一。同時研制暴風雪號的目的還有研究美國的航天技術以增強蘇聯的實力。

  另外,安東諾夫設計局還為解決暴風雪號的運輸問題專門設計了安-225“夢幻(Mryia)”大型運輸機。安-225於1985年開始設計,1989年首次背負暴風雪號飛行,是目前已有的體積最大、載重能力最強的飛機,迄今只生產了2架。它的原形是安-124,但采用的是雙垂直尾翼設計,運載能力比安-124提高了50%。

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真正的軌道飛行是在1988年11月5日,承擔任務的是OK-1K1。格林尼治時間3點,OK-1K1由能源號火箭從拜科努爾發射場2號發射台發射升空,進入一條近地點247公裡,遠地點256公裡的軌道。這是一次無人測試飛行,所以航天飛機的生命保障系統沒有運轉,其上也沒有安裝任何軟件。由於計算機存儲能力的限制,暴風雪號只環繞地球飛行了2圈,3小時25分鐘後成功返回地面。有傳言說這次飛行使OK-1K1遭受的損傷無法再恢復,OK-1K1也不能重返太空;但此說法未被官方證實。

  這次自動飛行的難度顯然要比美國1981年哥倫比亞號航天飛機有人駕駛的首航大得多。暴風雪號配備有小型引擎,可以在一定程度上實現有動力返航,如果第一次著陸失敗還可作二次飛行;它還可以通過機翼舵面調整飛行姿態,著陸時機動性也比美國的航天飛機強。

  從第一次飛行執行的任務看,這顯然不是計劃中唯一的一次無人飛行試驗,因為這次飛行連最重要的生命保障系統都沒有測試。自動飛行是很成功的,它順利抵抗住了速度達每小時34千米的側風,降落後機身中線與跑道中線距離只有5英尺。

  暴風雪號的成功首飛給各國帶來了很大影響,人們期待著它能夠早日作載人飛行。同年,前蘇聯發行了一枚以暴風雪號為主題的郵票。

  1988年首飛後,用於暴風雪計劃的資金瀕臨耗盡:僅僅是開發航天飛機系統本身就花費了13億盧布之巨,整個項目的開銷超過了200億盧布。而前蘇聯當局也逐漸考慮起龐大的投資與發展航天飛機帶來的益處之間的關系。暴風雪計劃在某種意義上加速了蘇聯的瓦解;而蘇聯解體後,昔日的計劃更是徹底失去了經濟支持。1991年,蘇聯軍方停止了對該計劃的撥款支持。1993年,暴風雪航天飛機機身的設計者,莫爾尼亞聯合體被迫承認,暴風雪計劃就此結束。他們希望能夠轉向開發其他小型航天設備,但因資金不足,只能作罷。

  自1988年至今,暴風雪號航天飛機沒有再進行過太空飛行,和平號空間站只能利用一次性飛船和美國航天飛機作為往返工具。按原計劃,第二架航天飛機將於1991年首飛,第3架則是在1992年建造完成,而首次載人飛行將在1994-1995年間進行。但由於政治和經濟原因,這一切都沒有實現。所有航天飛機只能存放在庫房中,任灰塵飛揚,儀器老化。而未完工的兩架則已在90年代中期被拆解。

  2002年,暴風雪號航天飛機中可以飛行的一架連同能源號火箭一道,因拜科努爾的廠房坍塌而被摧毀。至此暴風雪計劃在凄涼慘淡中徹底終結。

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能源號火箭







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hteel
見習騎士 | 2009-5-26 08:46:29

本文最後由 hteel 於 2009-5-26 10:37 編輯
>火箭難點應該不在重量而是可靠性,

問題是中國火箭只要推力大的故障率都很高啊{:3_333:}
black69 發表於 2009-5-23 01:42

别逃避啊,跟我说说你们“大日本帝国”的全球测控网在哪里啊?
“問題是中國火箭只要推力大的故障率都很高啊”中国的常温大推力火箭貌似是高可靠性著称的吧,
你可以说中国的火箭发动机技术落后(我在主贴里已经说明中国的火箭发动机的情况)
你要说长征系列火箭可靠性不高,我只能为你的家人感到遗憾。
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black69
伯爵 | 2009-5-26 15:18:09

18# hteel

恭喜啊
世界最美的煙火
http://www.youtube.com/watch?v=FBJ9ue6GKek


http://www.youtube.com/watch?v=WI-RN2_h9GI&feature=related
中國推力大夥件故障率很高
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black69
伯爵 | 2009-5-26 15:37:32

本文最後由 black69 於 2009-5-26 15:47 編輯

日本的OICETS




還有多功能的DRTS  


與希望號通信

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中國都沒有吧
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