安加拉系列運載火箭
安加拉火箭是蘇聯解體後，由俄羅斯正在開發的一個全新宇宙火箭家族，命名源自西伯利亞東南部的安加拉河，由國營聯合火箭航天集團公司研發。安加拉火箭採用模塊化設計，可藉由綑綁多個通用火箭模組(Universal Rocket Module : URM)，隨任務需要組合出不同推力的火箭模組。可將小至2噸或大到75噸的巨型貨物推送至近地軌道。安加拉火箭不但將成為俄羅斯未來太空火箭的主力，目標也是發掘其他國外客戶。
 安加拉1.2型與安加拉A5型 | |
| 用途 | 運載火箭 |
|---|---|
| 製造者 | 赫魯尼契夫國家航天研製中心 化工自動化設計局 |
| 製造國家 |  俄羅斯 |
| 外型及質量參數 | |
| 高度 | 42.7米（140英尺）-64米（210英尺） |
| 寬度 | Angara 1.2 2.9米（9英尺6英寸） Angara A5 8.86米（29.1英尺） |
| 質量 | 171,500公斤（378,100磅）-790,000公斤（1,740,000磅） |
| 節數 | 2-3 |
| 酬載量 | |
| 至LEO (Plesetsk)有效載荷 | |
| 質量 | 3,800公斤（8,400磅）-24,500公斤（54,000磅） |
| 至GTO (Plesetsk)有效載荷 | |
| 質量 | 5,400公斤（11,900磅）-7,500公斤（16,500磅） |
| 相關火箭 | |
| 相似型號 | 羅老號，使用URM-1一級衍生型號 |
| 發射歷史 | |
| 現況 | 現役 |
| 發射場 | 普列謝茨克航天發射場35號發射陣地 東方航天發射場 |
| 總發射次數 | 2 (A1.2PP: 1, A5: 1) |
| 成功次數 | 2 (A1.2PP: 1, A5: 1) |
| 首次發射 | A1.2PP: July 9, 2014 A5: December 23, 2014 |
| (A5) – URM-1 | |
| 引擎 | 1 RD-191 |
| 單引擎推力 | 1,920 kN（430,000 lbf） (Sea level) |
| 比衝量 | 310.7 s（3.047 km/s） (Sea level) |
| 推進時間 | 214 seconds |
| 燃料 | RP-1/LOX |
| 第一 – URM-1 | |
| 引擎 | 1 RD-191 |
| 單引擎推力 | 1,920 kN（430,000 lbf） (Sea level) |
| 比衝量 | 310.7 s（3.047 km/s） (Sea level) |
| 推進時間 | Angara 1.2: 214 seconds Angara A5: 325 seconds |
| 燃料 | RP-1/LOX |
| 第二 – URM-2 | |
| 引擎 | 1 RD-0124A |
| 單引擎推力 | 294.3 kN（66,200 lbf） |
| 比衝量 | 359 s（3.52 km/s） |
| 推進時間 | Angara A5: 424 seconds |
| 燃料 | RP-1/LOX |
| Third (A5) – Briz-M (optional) | |
| 引擎 | 1 S5.98M |
| 單引擎推力 | 19.6 kN（4,400 lbf） |
| 比衝量 | 326 s（3.20 km/s） |
| 推進時間 | 3,000 seconds |
| 燃料 | N2O4/UDMH |
| 第三 (A5) – KVTK (optional, under development) | |
| 引擎 | 1 RD-0146D |
| 單引擎推力 | 68.6 kN（15,400 lbf） |
| 比衝量 | 463 s（4.54 km/s） |
| 推進時間 | 1,350 seconds |
| 燃料 | LH2/LOX |
計劃起源
安加拉火箭將使用新一代RD-170家族煤油引擎替代質子號的RD-275四氧化二氮引擎和聯盟號的RD-107煤油引擎， 該系列引擎採用了高壓分級燃燒循環技術，具備高效、環保的特點。
而在安加拉火箭開發完成後，以後主要的發射作業將會移往遠東新建造的「東方港發射場」宇宙基地，此發射場可發射的軌道傾角十分接近拜科努基地的參數，且發射軌道多經過自己境內的無人區或是北太平洋、極區，即便火箭發射失敗，也不會衍生索賠與清理問題。
一舉統一了從「宇宙」一直到「質子」等不同火箭家族所涵蓋的任務範圍。使得火箭的製造材料能夠通用，造價因此大大降低。
安加拉火箭的各種構型
安加拉火箭由通用火箭模組(URM)所構成，類似於美國目前使用的EELV商用火箭發射模組。 當第一級推升火箭如只使用單一火箭與燃料箱的構型即稱為安加拉1型，使用三節燃料箱與三具主發動機併聯的構型即稱為安加拉3型，使用五具燃料箱與五具發動機的稱為5型、7具的稱為7型。代號縮寫為A1、A3、A5、A7。
安加拉火箭仍延續俄國慣例，發射時僅使用液體燃料火箭引擎作為第一級推力，與歐、美、日的商用火箭最大不同點在於，西方的商用火箭習慣在第一級液體主火箭外再綑綁固態火箭助推器作為補充推進力的來源。因俄國傳統擅長開發強力的液體火箭引擎，故不採用西方商用火箭常因主引擎推力不足，需藉助固態火箭助推器才能獲得足夠的海平面推力的混和使用慣例(例如穿梭機、擎天神火箭系列)。
通用火箭模組主要由一具液態氧氣槽(oxidizer)與一具煤油(RP-1)燃料槽，結合氣化室與RD-191主引擎所構成。藉由燃燒RP-1煤油與液態氧助燃劑產生推力。僅擁有單一燃燒室的RD-191主引擎是衍生自強力且擁有四具燃燒室的RD-171引擎。RD-170火箭引擎是有史以來所開發的最強力液體燃料火箭引擎，此前被用於發射蘇聯巨大的「能量號」火箭上，現在衍生型仍使用於俄羅斯的「天頂號」火箭上。
第二級火箭則依據構型的不同，而有搭載微風-KM模組(安加拉1.1)或URM-2模組(使用RD-0124A引擎，首席設計師維克多·德米特里耶維奇·戈羅霍夫)或KVRB模組等數種不同的搭配方式，大型的5型與7型(A5, A7)則會有第三級甚至第四級推進模組，以肆應高同步軌道或深太空探測衛星的發射需求。而衍生型號5P型與7P(P為piloted之意)型則可用來發射最新型PPTS載人太空船(研發中)，PPTS是能搭載六名成員的新型單艙太空船，將取代老舊且只能搭載3人的聯盟號宇宙飛船。
5P型已擁有能將17.5噸級太空船送出地球逃逸軌道(逃逸速度)的能力，足以發射加長版的PPTS做為未來月球與火星載人探測任務使用。
目前全火箭家族的首個完成型號，安加拉1.2型(Angara 1.2)於2014年7月9日進行首次發射成功。[1][2][3]
發射設施
安加拉火箭未來主要將用於俄羅斯東部境內正在建造的東方港發射場與普列謝茨克發射場，但是仍保留在位於哈薩克斯坦境內拜科努爾航天發射場作商業發射的可能性，俄羅斯目前將持續租用拜科努爾航天發射場一直到2050年。
其他衍生型號
韓國的「羅老號」火箭所使用的RD-151 URM就是源自安加拉的RD-191火箭模組，但RD-151為外銷用的降推力版本。此火箭已分別於2009年8月與2010年6月各發射一次，但皆以失敗收場。除第一次確認為整流罩未按計劃分離，第二次升空時發生爆炸，確切原因至今仍無定論，兩國政府皆推諉承擔責任。第三次於2013年1月30日發射，終獲成功。但俄羅斯政府對於關鍵的RD-191火箭發動機技術完全不分享，韓國政府後續的太空火箭計劃KSLV-2已不會再使用相同的火箭發動機。
規格
| 版本 | 安加拉 1.2 | 安加拉 A3 (已取消） |
安加拉 A5P (已取消） |
安加拉 A5 | 安加拉 A5/KVRB (已取消） |
安加拉 A7P (已取消） |
安加拉 A7V (已取消） |
安加拉 A100 (已取消） |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 第一級 | 1xURM, RD-191 | 3xURM, RD-191 | 5xURM, RD-191 | 5xURM, RD-191 | 5xURM, RD-191 | 7xURM, RD-191 | 7xURM, RD-191 | 4xURM, RD-170M |
| 第二級 | Block I, RD-0124A | Block I, RD-0124A | -- | Block I, RD-0124A | Block I, RD-0124A | -- | -- | 1x RD-180 |
| 第三級（近地軌道任務不搭載） | –- | Briz-M/KVSK | -- | Briz-M/KVTK | KVRB | KVTK-A7 | KVTK-A7 | 1x RD-0122 |
| 推力（地面） | 196 Mgf (1.92 MN) | 588 Mgf (5.77 MN) | 980 Mgf (9.61 MN) | 980 Mgf (9.61 MN) | 980 Mgf (9.61 MN) | 1,372 Mgf (13.44 MN) | 1,372 Mgf (13.44 MN) | ? |
| 發射重量 | 171.5 t | 478 t | 713 t | 759 t | 776 t | 1,125 t | 1,184 t | ? |
| 高度（最大） | 41.5 m | 45.8 m | ? | 55.4 m | 64 m | ? | ? | ? |
| 有效荷載（近地軌道 200公里） | 3.7 t | 14.6 t | 18.0 t | 24.5 t | 25.8 t | 36.0 t | 40.5 t | 110 t |
| 有效荷載（地球同步軌道） | -- | 2.4/3.7 t | -- | 5.4/7.3 t | 6.6 t | ? | -- | ? |
| 有效荷載（地球靜止軌道） | –- | 1.0/2.0 t | -- | 2.9/4.5 t | 5.7 t | 7.5 t | -- | ? |
發射歷史
| 日期/時間 (UTC) | 配置 | 序列號 | 發射 場 | 結果 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 負載 | 分離時的軌道 | 運營者 | 功用 | ||
| 註釋 | |||||
| 2014年7月9日 12:00 |
Angara 1.2PP | 71601 | 普列謝茨克航天發射場, 35號發射陣地 | 成功 | |
| 非標準的安加拉1.2PP，允許測試URM-1與URM-2 | |||||
參看
參考文獻
- ^ 安加拉發射成功. [2014-07-12]. （原始內容存檔於2020-09-15）.
- ^ Stephen Clark. First Angara rocket launched on suborbital test flight. Spaceflight Now. 9 July 2014 [10 July 2014]. （原始內容存檔於2020-10-23）.
- ^ Sample, Ian. Russia test launches first new space rocket since Soviet era. The Guardian. 9 July 2014 [10 July 2014]. （原始內容存檔於2020-11-12）.
- ^ Angara, Russia's brand-new launch vehicle, is successfully launched from Plesetsk. Khrunichev. [2014-07-11]. （原始內容存檔於2020-09-21）.
外部連結
- （英文）安加拉火箭官方網站（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- 日本宇宙開発委員會之「各國火箭開發動向報告」（PDF：416KB）
- （英文）安加拉火箭的解說, Encyclopedia Astronautica
- （英文）安加拉火箭系列（RussianSpaceWeb）
- （英文）VEGA推進器（RussianSpaceWeb）
- 3D презентация РН "Ангара" （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） (工廠製造影片)