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國外現(xiàn)役大型運載火箭一覽

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日本的H-2系列火箭

H-2A火箭被視為日本的“天之驕子”,因為這一直徑4米,全長53米的兩級火箭技術(shù)十分先進,可用于參與國際衛(wèi)星發(fā)射市場商業(yè)競爭。

與H-2相比,H-2A在設(shè)計上追求簡單和可靠,最大的變化是在由三菱重工制造的液體發(fā)動機和固體助推器上。它采用了改進的第一級和第二級發(fā)動機、SRB-A大型捆綁固體助推器及貯箱,以簡化設(shè)計,降低生產(chǎn)和使用成本。

H-2A的第一級使用1臺推力為1100千牛的 LE-7A發(fā)動機(第一級上的LE-7發(fā)動機推力為845千牛)。為了簡化生產(chǎn)工藝,降低成本和風(fēng)險,它更多地采用了鑄造和機加工藝,減少了焊接。H-2火箭發(fā)動機共有98焊接點,而H-2A的發(fā)動機只有8處,這樣可提高可靠性和操作性能,因為火箭的發(fā)動機是整個火箭的心臟部,最容易發(fā)生問題的是焊接部位。

第二級用LE-5B取代了H-2第二級的LE-5A。LE-5B發(fā)動機推力為138千牛(LE-5A發(fā)動機的推力為117千牛)。另外,其貯箱結(jié)構(gòu)設(shè)計也作了改進,由H-2的共底結(jié)構(gòu)整體式液氧液氫箱改為各自分開的液氧箱和液氫箱,這樣能簡化生產(chǎn)過程,提高安全性,但缺點是使重量有所增加。

其SRB-A固體火箭助推器采用了從美國引進的整體制造技術(shù),不再分段制造,降低了重量,提高了結(jié)構(gòu)完整性。H-2的SRB固體助推器采用聚丁二烯復(fù)合裝藥,分4段制造,每臺的推力為1556千牛。H-2A所用的SRB-A助推器也用復(fù)合推進劑,但改用整體制造技術(shù),從而降低了重量和低成本,提高了結(jié)構(gòu)的完整性,簡化了發(fā)射操作。新助推器的單臺推力也提高到了2254千牛。

由于H-2A采用新的LRB液體助推器,所以運載火箭的支承結(jié)構(gòu)方案作了相應(yīng)改進,由固體助推器支撐芯級方案改進為芯級自身支撐方案。每臺LRB助推器使用2臺LE-7A發(fā)動機。

H-2A零部件比H-2減少了約20% ,發(fā)射費用降到H-2的一半,基本與歐美持平。H-2一味追求100%國產(chǎn)化,而H-2A有許多零部件是從其他國家購買的(如第二級貯箱的一些組件),并更多地采用了商用元器件。H-2火箭整體的設(shè)計可靠性為97.4%,H-2A為98.2%。

H-2A火箭可通過捆綁不同種類和數(shù)量的助推器分成5個子型號:一是捆綁了2個SRB-A大型固體助推器的202型火箭,其地球同步轉(zhuǎn)移軌道的運載能力為4.1噸;二是捆綁了2個SRB-A大型固體助推器和2個SSB小型固體助推器的2022型火箭,其地球同步轉(zhuǎn)移軌道的運載能力為4.5噸;三是捆綁了2個SRB-A大型固體助推器和4個SSB小型固體助推器的2024型火箭,其地球同步轉(zhuǎn)移軌道的運載能力為5.5噸;四是捆綁了2個SRB-A大型固體助推器和1個LRB液體助推器的222型火箭,其地球同步轉(zhuǎn)移軌道的運載能力為7.5噸;五是捆綁了2個SRB-A大型固體助推器和2個LRB液體助推器的212型火箭,其地球同步轉(zhuǎn)移軌道的運載能力為9.5噸。此外,沒有二子級1024型火箭專門用于發(fā)射日OPE-X驗證機。

日本H-2A火箭

日本H-2A火箭

地球同步轉(zhuǎn)移軌道運載能力為4.1噸、4.5噸和5噸的H-2A成本為7700萬美元,而地球同步轉(zhuǎn)移軌道運載能力分別為7.5噸和9.5噸的H-2A成本為9500萬美元。

日本目前正在為研制H-3火箭開展技術(shù)論證。H-3為三級火箭,將取代現(xiàn)役兩級火箭H-2A和H-2B。其地球同步軌道運載能力為4噸,在使用固體燃料助推器的情況下可達6噸。該火箭可能在2020年前后首飛,它將有助于日本發(fā)射大型商業(yè)衛(wèi)星、載人航天器和深空探測器,因為其發(fā)射費用將比H-2A便宜20%到30%。

結(jié)束語

為了滿足日益增長的太空開發(fā)需求,人造地球衛(wèi)星、飛船和空間站、空間探測器等航天器的體積和重量越來越大,因而要求發(fā)射這些航天器的運載火箭向大推力、高可靠、低成本和少污染等方向發(fā)展,為此,美國、俄羅斯、歐洲和日本都在積極研制新型大推力運載火箭。

我國長征五號火箭的總體運載能力已經(jīng)超過了歐洲的“阿麗亞娜”-5和日本的H-2B,將在航天發(fā)射市場占有重要地位。長征五號橫空出世,將推動我國航天事業(yè)快速發(fā)展。

文/彭振忠、郭彥江 來源:軍事文摘

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  1. 今年還有重型獵鷹
    匿名2017-02-22 16:13 回復(fù)