东方号运载火箭

更新时间:2024-07-09 17:43

“东方号”系列运载火箭是世界上第一个运载火箭系列,包括“卫星号”、“月球号”、“东方号”、“上升号”、“闪电号”、“联盟号”、“进步号”等型号,后四种火箭又构成“联盟号”子系列火箭。它创造了多个世界第一:发射了第一颗人造卫星,第一颗月球探测器,第一颗金星探测器,第一颗火星探测器,第一艘载人飞船,第一艘无人载货飞船进步号等。它也是世界上发射次数最多的运载火箭系列。其中联盟号是东方号的一个子系列,主要发射联盟号载人飞船、进步号载货飞船。

简介

苏联发射第一颗人造卫星和第一艘载人飞船的运载火箭。由卫星号运载火箭加一个第三级组成。火箭的全部研制工作由 S.P.科罗廖夫总设计师领导。V.P.格鲁什柯、S.A.科兹贝克和 N.A.皮留金分别领导的3个设计局负责研制第一、二级发动机,第三级发动机和制导系统

“东方号”运载火箭是对“月球号”火箭略加改进而构成的,主要是增加了一子级的推进剂质量和提高了二子级发动机的性能。这种火箭的中心是一个两级火箭,周围有四个长19.8米、直径2.68米的助推火箭。中心的两级火箭,一子级长28.75米,二子级长2.98米,呈圆筒形状。发射时,中心火箭发动机和四个助推火箭发动机同时点火。大约两分钟后,助推火箭分离脱落,主火箭继续工作两分钟后,也熄火脱落。接着末级火箭点火工作,直到把有效载荷送入绕地球的轨道。东方号火箭因发射“东方号”宇宙飞船而得名,1961年4月12日把世界上第一位宇航员加加林送上地球轨道飞行并安全返回地面。

这种运载火箭于1959年1月首次试飞,将“月球号”自动星际站送上了近月球轨道。在以后的两年中,火箭又以两级和三级结构进行了9次航天器发射试验,其中有4次是载有动物卫星舱的发射和回收试验。据美刊报导,至少有一次回收试验遭到失败。直至1961年4月12日,才把苏联第一名宇航员加加林送上地球轨道,并安全返回地面。这标志着这种运载火箭已研制成功。由于这种火箭第一次正式发射了“东方号”宇宙飞船,因此它也被命名为“东方号”运载火箭。据外刊报导,这种运载火箭至今仍在使用。从它的首次试验起到1980年底止,总共发射了85个航天器,其中包括载人飞船5艘、月球探测器3个、部分轨道轰炸系统2个以及几十颗照相侦察犷气象和科学研究等卫星。

参数

东方号有月球探测和载人飞行两种状态。火箭的性能参数分别是:

第一、二级就是卫星号运载火箭的第一、二级,但性能略有提高,地面起飞推力和第二级真空推力分别提高到4000和940千牛(约 408 和96吨力)。第三级是新研制的,又称E级,长约3.1米,直径 2.58米。采用2个环形推进剂贮箱以减少火箭的长度。推进剂和第一、二级的一样,都是液氧和煤油。第三级发动机的推力为49~55千牛(约5~5.6吨力) ,真空比冲316~326秒,重量不到100千克。用4个小型游动喷管控制第三级的飞行姿态。第二、三级采用热分离方案,即第三级先点火,后分离。用钢制桁架式结构连接第二、三级,第二级顶部装有钛合金火焰导流器。第三级上面是有效载荷整流罩。整流罩由两个半壳构成,在火箭飞行约156秒时抛掉。东方号运载火箭于1959年发射了月球1~3号探测器 ,1960~1963 年间发射了5艘不载人的卫星式飞船和6艘东方号飞船 。1963年以后还用来发射飞行号卫星和电子号卫星流星号卫星以及列入宇宙号系列的军用电子侦察卫星等。

火箭的头部是由轻质高强度硬铝合金制成的整流罩,用于在大气层飞行期间保护有效载荷。整流罩由两个半壳构成。当第二级工作不久火箭飞出大气层后,就把连接两个半壳的联锁机构松开,于是罩体就沿纵向分为两半并且由弹簧顶杆抛出。

发展史

东方号运载火箭最初于1959年成功发射月球1号至3号自动行星际站,其中1号首次达到第二宇宙速度,2号到达月球表面,实现了A方案,3号拍摄了月球背面的照片,实现了B方案。1960~1963年间又发射六艘不载人的卫星式飞船(有一次发射失败)和六艘东方号载人飞船。

东方号载人飞船由球形下降装置(又是宇航员座舱)、仪器舱和制动火箭发动机系统组成。飞船总重4.73吨(不带第三级)或6.17吨(带第三级),长7.35米(带第三级)。下降装置重2.4吨,直径2.3米。制动火箭发动机是泵压式单燃烧室发动机,推进剂为硝酸和胺基燃料,推力1614公斤,比冲266秒,燃烧室压力约57大气压。发动机由伊萨耶夫设计局设计,配置在第三级液氧环形贮箱的中央。推进剂贮箱内用弹性分隔器隔离推进剂与增压气体,以保证发动机在真空失重条件下正常工作。在燃烧室喉部焊有薄堵盖,使燃烧室内部与外界隔绝,用以保证发动机正常点火。发动机点火工作时由燃气将堵盖吹除。

东方号运载火箭发射东方号载人飞船的过程大致是:发射时侧挂助推级和芯级的五台发动机同时在地面点火工作。飞行约130秒时,侧挂助推级的发动机关机,侧挂助推级与芯级分离。此时高度为55公里,速度达2750米/秒。飞行约156秒时,抛掉头部整流罩。飞行295~300秒时,芯级发动机关机,第二、三级分离。此时高度为155公里,速度达6500米/秒。飞行400秒时,第三级发动机关机,使以7850米/秒速度飞行的东方号飞船连同第三级一起进入近地点181公里和远地点327公里的轨道。飞行约676秒时,飞船与第三级分离。飞船返回时,点燃制动火箭发动机,使飞船减速进入下降轨道,然后下降装置与飞船分离。下降装置进入大气层后,在7公里高度将宇航员从座舱内弹出。宇航员和下降装置分别靠自身携带的降落伞着陆。

1963年以来东方号运载火箭还用来发射“飞行”和“电子”卫星、“流星”气象卫星、“宇宙”系列的军用电子侦察等卫星。这种运载火箭至今仍在使用。

衍生型号

“联盟”号系列运载火箭是世界上历史最久、发射次数最多的多用途运载火箭。

 包括以下火箭: 闪电号、联盟号

“联盟号”运载火箭是“东方号”运载火箭系列中的一个子系列。它分为二级型“联盟号”火箭和三级型“联盟号”火箭。二级型“联盟号”火箭根据有效载荷又可分为“上升号”(ВОСХОД)、“联盟号”和“进步号”(ПЕНЕРА)等几种状态。三级“联盟号”火箭于1960年10月开始发射,1961年2月首次发射成功,将第一颗“金星”探测器(ВЕНЕРА-1)送入日心轨道。后又用于发射世界上第一颗“火量”探测器(MAPC-1)和“月球4~14号”探测器。自1965年4月开始发射“闪电号”通信卫星后,三级型“联盟号”火箭就又称作“闪电号”(МОЛНИЯ)运载火箭。此外,该火箭还用于发射预警卫星。

二级型“联盟号”于1963年11月16日进行首次发射,将第二代照相侦察卫星“宇宙-22”送入近地轨道。1964年10月发射了第一颗“上升号”(ВОСХОД)载人飞船,首次实现了多人航天和空间舱外活动。从1967年4月开始发射“联盟号”载人飞船,从1978年1月开始发射“进步号”(ПЕНЕРА)无人供货飞船。

“联盟号”是一种多用途运载火箭,也是世界上发射次数最多的一种火箭。至1994年底共发射1307次。“联盟号”和“闪电号”运载火箭至今一直在使用。

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