能量號運載火箭

能量號運載火箭(俄語:Энергия)是蘇聯研製的一種重型運載火箭美國國防部對這種火箭的代號是「SL-17」,美國國會謝爾頓命名法(用於識別火箭的衍生型號)則稱其為「K」(一說為L)。作為一種通用運載火箭,能量號至今仍保持着起飛推力的世界紀錄(超過美國農神五號)。能量號運載火箭由蘇聯能源科研生產聯合體設計,用於包括暴風雪號太空梭在內的各種太空載荷。控制系統的主要開發企業是隸屬於Khartron科研生產聯合體的「Electropribor」公司。[3]「能源」號使用了四個捆綁式助推器,均由一個燃燒煤油/液氧的四室RD-170發動機提供動力,一個中央核心級使用四個由液氫/液氧燃料的單室RD-0120(11D122)發動機。[4]運載火箭有兩個功能不同的芯級:「能源」-「極點」,作為最初的測試配置,其中「極點」系統用作將有效載荷送入軌道的最後階段;和「能源」-「暴風雪」,此時,「暴風雪」號太空梭負責在最後階段將有效載荷送入軌道。運載火箭有能力將大約100噸的貨物送入近地軌道,20噸的貨物送入地球靜止軌道,32噸的貨物通過跨月軌道送入月球軌道。運載火箭在退役前只進行了兩次入軌飛行。[5]自2016年以來,當局一直在嘗試重啟運載火箭計劃。

能量號運載火箭
Энергия
能量號運載火箭的模型
用途重型運載火箭
製造者能源科研生產聯合體
製造國家 蘇聯
外型及質量參數
高度60公尺
質量2,400,000公斤(5,291,408磅)
節數1
酬載量
LEO有效載荷
質量100,000 kg[1]
GSO有效載荷
質量20,000 kg [1]
TLI有效載荷
質量32,000 kg [1]
發射歷史
現況退役
發射場白寇努爾太空發射場
總發射次數2次
成功次數1次
失敗次數0
部分失敗
次數
1次
首次發射1987年5月15日
末次發射1988年11月15日
輔助火箭 – 天頂-1
輔助火箭數2、4、6、8(隨發射任務的要求而變化)
引擎1 RD-170
單引擎推力29,000-32,000 千牛頓(總推力)[2]
比衝量309秒(海平面)-338秒(真空)
燃料煤油/液態氧
核心火箭
引擎4 RD-0120
單引擎推力5,800千牛頓(海平面)-7,500千牛頓(真空) [2]
比衝量359秒(海平面)-454秒(真空)
推進時間480-500 秒
燃料液態氫/液態氧

研製背景

由於屢次發射失敗和美國率先登月,蘇聯政府於1974年5月取消了原本為蘇聯登月計劃開發的N1重型運載火箭。作為替代品,蘇聯於取消N1的同時開始了對能量號火箭的方案論證工作。為實現未來的太空開發計劃,蘇聯人開展了一個巨大的火箭-太空系統的研製工程(包括RD-170高壓補燃發動機、能量號火箭、天頂號火箭暴風雪號太空梭等等),能量號只是這個大系統的一部分。整個系統的研製費用估計高達140億盧布。1976年,由能源科研生產聯合體正式開始了對這個系統的開發,其中負責能量號火箭部分的總設計師為古巴耶夫。能量號火箭的設計目標是滿足蘇聯在1990年代的發射任務,這包括:發射可多次使用的軌道飛行器(太空梭);向近地太空發射太空站艙段等大型載荷;向近地軌道地球同步軌道發射重型軍、民用衛星;發射大型深空探測器,等等。為了實現這個目標,正如NASA太空梭取代農神五號的計劃,能源科研生產聯合體提出了火神計劃(Vulkan),計劃設計一種以質子號火箭為基礎,使用與質子號相同燃料、比質子號更大、推力更強的、採用模組化設計的火箭。

能量號火箭被設計用來運載暴風雪號太空梭[6] 這也是能量號的載荷位於火箭的側面而不是頂部的原因。但是能量號同樣可以執行重型衛星的發射任務,能量號的第一次發射中攜帶了大型的軍用有效載荷。

能量號只執行過兩次發射任務,而且第一次發射中,有效載荷沒有正常工作。能源-暴風雪計劃的遺產是RD-170系列發動機和天頂號運載火箭。天頂號的芯級實際和能量號的助推器相同。

發射紀錄

能量號在1987年5月13日第一次發射測試,蘇聯最初宣佈能量號發射成功了一個模擬載荷。

1988年第二次發射時,能量號將暴風雪號太空梭送入軌道。

計劃中止

伴隨着蘇聯解體,能量號火箭停止生產。雖然能量號不再生產,由其助推器發展的天頂號火箭仍在服役,其主發動機RD-170衍生的RD-171仍使用於天頂號火箭,擎天神五號運載火箭使用RD-170的衍生型號RD-180安加拉號火箭使用另一衍生型號RD-191

衍生

能量號有三種主要的衍生型號,每一種的有效載荷都截然不同。

能量號M

能量號M是最小的衍生型號,使用二到四個經過改裝的天頂號火箭作為助推器,芯級中只有一個RD-0120發動機。能量號M旨在取代質子號火箭,但是在1993年輸掉了和安加拉號火箭的競爭。

能量II號

能量II號,又稱龍捲風號(УраганUraganHurricane)是一種計劃可完全重複使用的火箭。該衍生型號的芯級可以自行再入和滑翔降落。

火神-大力神

火神-大力神(Vulkan-Hercules)是最大的能量號衍生型號,得名於兩個俄羅斯火箭的代號(N1火箭和能量號原先的代號),採用了八個天頂號助推器,使用能量號M作為上面級,可以將175噸載荷送入軌道。[7]

腳註

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Launch vehicle "Energia" Official Site
  2. ^ 2.0 2.1 Data for stages is based on thrust of the engines of the stage in vacuum of space.
  3. ^ Krivonosov, Khartron: Computers for rocket guidance systems. web.mit.edu. [2021-07-24]. (原始內容存檔於2017-10-02). 
  4. ^ Russian Space Web, Energia頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) page. Accessed 21 September 2010
  5. ^ B. Hendrickx. The Origins and Evolution of the Energiya Rocket Family. Origins of Life and Evolution of the Biosphere. 2002, 32 (3): 275–278. ISSN 0169-6149. doi:10.1023/a:1016582308525. 
  6. ^ Bart Hendrickx和Bert Vis, Energiya-Buran: The Soviet Space Shuttle (Springer Praxis Books, 2007) Link頁面存檔備份,存於互聯網檔案館
  7. ^ Godwin, Robert. Russian Spacecraft. Space Pocket Reference Guides. Apogee Books. 2006: 59. ISBN 1-894959-39-6. 

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資料來源

外部連結