美國現役大型運載火箭
德爾塔IV型重型火箭是美國現役并已執行任務的最大型運載火箭,也是德爾塔家族中的最大型號,它由美國聯合發射聯盟研發和制造。值得一提的是聯合發射聯盟成立于2006年,由洛克希德·馬丁公司和波音公司合并發射業務,各自出資一半創立,聯合發射聯盟幾乎發射了所有的美國軍事衛星。
德爾塔IV型重型運載火箭由2級構成,高72米,直徑5米,寬度15米,起飛重量733噸,低地軌道運載能力28噸,地球同步軌道運載能力14噸。德爾塔IV型重型運載火箭2枚助推器和芯第一級火箭均采用公共核心助推器,發動機為RS-68A發動機,其高度為40.8米,直徑均為5.1米,單臺助推器推力為6280千牛,助推器能夠燃燒242秒。第二級發動機采用RL10-B-2型發動機,第二級高13.7米,直徑5.1米,推力為110千牛,燃燒時間1125秒。第一級和第二級發動機均為液氧液氫。
截至目前共進行了9次發射活動,其中8次成功,1次失敗。德爾塔IV運載火箭發射地點一處位于卡納維爾角LC-37B發射臺,另一處位于范登堡空軍基地SLC-6發射臺。德爾塔IV型重型運載火箭每個通用助推核心的底端部分都有一臺RS-68發動機,中間部分包括燃料箱,裝有液態氫和液態氧。
美國土星V號已經退役,但是不得不提的是土星V號截至目前仍是人類歷史上使用過的自重最大的運載火箭。該火箭高達110.6米,起飛重量3038噸,總推力達3400噸左右,月球軌道運載能力45噸,近地軌道運載能力118噸。
俄羅斯現役大型運載火箭
“質子”-M重型運載火箭是俄羅斯現役的大型運載火箭,在蘇聯質子運載火箭的基礎上發展起來的,“質子”-M是質子家族的最新型號,由赫魯尼切夫國家航天科研生產中心研制,于2011年首飛。
“質子”-M高58米,直徑7.4米,起飛重量705噸,其低軌運載能力為23噸,地球同步軌道運載能力為6.5噸,其發射地點位于哈沙克斯坦拜科努爾航天發射場。“質子”-M運載火箭為3級運載火箭,第一級型號為8S810K,采用6臺RD-275M發動機,推力10532千牛,高21.1米,直徑7.4米,燃燒時間108秒;第二級火箭型號8S811K采用4臺RD-0210發動機,推力2399千牛,高17米,直徑4.1米,燃燒時間206秒;第三級火箭型號8S812,采用1臺RD-0212發動機,高4.1米,直徑4.1米,推力613.8千牛,燃燒時間238秒;第四級采用1臺S5.98M或者RD-58M發動機。
“質子”-M重型運載火箭
未來發展趨勢
首先,不斷加大新一代大型運載火箭的研發力度。以美國為代表的航天大國不斷加大新一代大型運載火箭的研發力度。美國聯合發射聯盟公司2015年推出新一代火箭“火神”,按照計劃,“火神”火箭將在2019年最終取代該公司現有的宇宙神V型火箭和德爾塔IV型重型火箭,后兩者是當前美國軍方航天發射采用的主要火箭。2014年,歐空局決定研發新一代的“阿麗亞娜”-6重型運載火箭,以替代現有的“阿麗亞娜”-5型運載火箭。
其次,民間企業參與深度不斷加大。以美國太空探索技術公司(SpaceX)為代表的私營企業,開始涉足航天產業,并取得不俗的成績。SpaceX正在抓緊研發新型重型獵鷹運載火箭(Falcon Heavy),藍色起源公司也在研制新型重型運載火箭New Glenn,預計將在2020年前完成收費測試。
最后,不斷開發利用顛覆性技術。SpaceX公司已成功對獵鷹9號火箭進行了回收作業,循環利用獵鷹9號回收的火箭將降低當前獵鷹9號火箭成本的30%,甚至更多,未來重型獵鷹也將回收再利用,進而迅速降低成本。聯合發射聯盟的“火神”重型運載火箭其最大特色是第一級主發動機將能夠重復使用,將來還會采用全新設計的第二級以發射更大載荷,從而降低發射成本,應對航天發射競爭對手的挑戰。
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