近年來,中國航天事業蓬勃發展,神舟飛天、嫦娥奔月順利地開展,激奮著每個中國人的心,現在中國載人航天的第二階段就是要建造長期有人照料的較大規模的空間站,發射空間站就必須要有大推力運載火箭,未來能使我國的能按計劃發射空間站,2006年中國正式啟動了大推力運載火箭長征五號的研制計劃。長征五號的立項,同時也引起了世人對各航天國家的最大推力運載火箭關注。為了方便大家了解各航天國家最大推力運載火箭,我本人根據自己多年來對航天科技的了解,進行歸納總結。以供大家參考。
說到大推力運載火箭,大家最熟悉的莫過于美國用于登月計劃的“土星五號”以及蘇聯的“能源號”了。
美國“土星五號”運載火箭是專為阿波羅登月計劃而研制的、迄今為止最大的巨型運載火箭。其起飛重量為3000噸,直徑10m,高110m,近地軌道運載能力達139噸,它能把重達50噸的阿波羅飛船送入登月軌道。
前蘇聯“能源號”運載火箭長約60米,總重2400噸,起飛推力3500噸,能把100噸有效載荷送上近地軌道。火箭分助推級和芯級兩級,助推級由四臺液體助推器構成,每個助推器長32米,直徑4米;芯級長60米,直徑8米,由四臺液體火箭發動機組成。
美國的“土星五號”在完成了登月計劃以及1976年發射了美國第一個空間站“天空實驗室”后就退出了現役,蘇聯的“能源號”也是在發射了蘇聯第一架航天飛機“暴風雪號”之后就停止使用了。原因主要就是兩個,一是這兩者的低軌道的運載能力都超過了100噸,成本太高,美國和蘇聯也難以支撐;二是直到目前為止,除了空間站和航天飛機,世界絕大多數的航天器重量都在15噸以下,沒必要用到這么大的運載火箭作為運輸工具,如果用這兩種運載火箭的話就是大馬拉小車,太浪費了。
以下來看一下目前各航天國家各自最大的運載火箭。
美國的航天飛機除了是載人航天器以外,還可以作為運送工具把其他航天器帶到太空,航天飛機的低軌道運載能力為30噸。除了航天飛機,美國也還在使用有兩種低軌道運載能力是20噸級的大推力火箭,分別是“德爾塔-4”和“宇宙神-5”。其中“德爾塔-4”的全長約51.5米,直徑約4米,起飛重量733噸,低軌道運載能力是25.8噸,地球同步軌道運載能力是10.8噸。
俄羅斯“質子-3”為三級火箭,全長57米,芯級最大直徑7.4米,低地軌道運載能力為21噸,曾用于發射禮炮1~7號空間站和和平號空間站的各個艙段。它1968年11月16日首次發射成功,將“質子4號”衛星送入軌道。國際空間站俄制大型艙段也由該型號火箭發射。
歐空局目前已研制成功的“阿麗亞娜”5型,高只有50米,重卻達750噸,它的地球同步軌道運載能力可達10噸,近地軌道運載能力達22噸。
中國“長征2E”**火箭,是以加長型“長征2C”為芯級,并在第一級周圍**四個液體助推器組成的低軌道兩級液體推進劑火箭。火箭總長<?XML:NAMESPACEPREFIX = ST1 />49.68米,直徑3.35米。每個液體助推器長為15.4米,直徑2.25米,芯級最大直徑4.2米。總起飛重量461噸,起飛推力600噸,能把8.8噸至9.2噸有效載荷送入近地軌道;為了滿足發射載人航天飛船,在“長征2E”的基礎上,中國研制出來可靠性更高的“長征2F”火箭,包括逃逸塔,火箭全長58.4米,起飛重量480噸,低軌道運載能力8噸。
日本“H-2A”是一種兩級液氫液氧燃料火箭,全長53米,直徑4米,總重290噸,可把約9噸的有效載荷送上近地軌道,把4噸的有效載荷送上地球同步軌道。
印度自行研制的極地軌道4級運載火箭全長44米,起飛重量314噸,太陽同步軌道運載能力為1噸,低地軌道運載能力為3噸。與以上幾個航天強國不在一個水平上。
目前各國正在研制的大推力運載火箭。
美國提出了重返月球計劃,公布了“戰神-1”和“戰神-5”兩種負責運輸的大推力火箭方案,其中“戰神-1”是發射獵戶座載人飛船,全長94米,低軌道運載能力25噸,“戰神-5”是貨運火箭,全長110米,低軌道運載能力130噸,地球同步軌道運載能力65噸。根據計劃,2011年,“戰神-1”進行首次試驗飛行;2014年發射獵戶座載人飛船與國際空間站對接;2019年,“戰神-5”試驗飛行。2020年載人重返月球。
俄羅斯正在研制安加拉系列火箭。在方案設計上,安加拉系列火箭最大限度地推行通用化原則,通過模塊化設計形成不同構型的火箭,通過選用不同數量的**助推器、不同的上面級,形成擁有各種運載能力、能執行多種任務的運載火箭系列。該系列火箭近地軌道運載能力達24.5噸,研制成功后將取代俄羅斯現有的火箭型號。
日本于2003年對“H-2A”系列火箭方案進行了修訂,提出了增強“H-2A”方案(H-2B),火箭芯級直徑由4米增大到5.3米,地球同步轉移軌道運載能力可達8噸。
中國計劃在2014年對“長征五號”進行首飛,中國新一代運載火箭“長征五號”為帶助推器的兩級液體運載火箭。全箭總長60.5m,起飛重量675噸,起飛推力835噸。整流罩直徑5.2m,綜合性能指標達到國際上主流運載火箭水平。