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第0230章 火箭技術(第1/2页)
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    第0230章 火箭技術

    在後世運載火箭方面,美俄領先,其後是歐空局,日本應算第二陣營中的領先者,其後是中國。在單項排名,俄羅斯發動機水平是最高的,特別是它的高壓補燃液氧煤油發動機水平相當高。

    氫氧發動機也不錯。

    能源號運載火箭,是前蘇聯的一種重型的通用運載火箭。

    也是目前世界上起飛質量與推力最大的火箭。

    能源號的近地軌道發射有效載荷的能力最大可達到兩百噸,遠超美國的土星五號一倍多,而且這還是在發射基地處於比土星五號更高緯度的情況下的能力。

    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。

    能源號使用的助推火箭裝有世界上最先進。

    推力最大的液體燃料火箭發動機液氧煤油火箭發動機rd170。

    美國人由於技術落後。

    始終無法突破大推力液氧煤油發動機的技術難關。

    尤其是無法解決液氧煤油發動機用作再生冷卻劑結焦的問題,所以進入七十年代後,美國放棄了液氧煤油發動機的研製,轉而進行se爲代表的高壓補燃液氫液氧發動機的研製,這主要是受制於煤油用作再生冷卻劑結焦的問題。

    由於液氧煤油的諸多優越性。

    美國這方面技術落後,不得不全方位引進購買俄羅斯的技術,液氧煤油發動機由於密度比衝高,無毒,無污染,特點備受關注,美國引進了俄羅斯的幾乎所有高壓補燃液氧煤油發動機。

    對它們進行試驗研究。

    試圖掌握這種技術。

    蘇聯則通過在推動室設置內冷卻環節和其他措施,保證推動室熱壁溫度不超過500攝氏度,成功解決沒有冷卻高壓推力室技術難題。使燃燒室壁壓高達24.5a。

    研製出大中小一系列先進的高壓補燃液氧煤油發動機”。

    俄羅斯的rd170發動機每臺的地面推力就達740噸,是目前世界上推力最大的液體火箭發動機。一臺發動機就幾乎相當於中國長征系列採用的火箭發動機如yf20b的十臺以上,而且比衝更高,還可以重複使用,從設計上說,可在大修前重複使用20次。

    而用於能源號芯級液氫液氧火箭發動機rd0120同樣非常先進,是大推力氫氧發動機,能源號火箭芯級採用4臺rd0120作爲動力裝置。每臺發動機的真空推力200噸,真空比衝455 s。

    它與美國航天飛機主發動機水平相當,在某些材料、工藝方面,還超過了美國航天飛機主發動機。

    但運載火箭的綜合能力方面,美國要強於俄火箭。

    日本運載火箭的單項技術和美俄差不多,但規模還有不及。

    爲了抗衡前蘇聯和美國在航天領域的強大發展勢頭。

    1972年法國建議西歐10國聯合組成歐洲航天局,共同研製“阿麗亞娜”運載火箭。1973年7月研製計劃獲得批准。法國空間研究中心負責“阿麗亞娜”火箭的計劃管理,航空航天公司負責總裝。迄今,“阿麗亞娜”運載火箭系列已發展了從“阿麗亞娜1”至“阿麗亞娜5”共5個型號。

    “阿麗亞娜1”爲三級液體運載火箭,該火箭長50米帶有效載荷,直徑3.8米,發射質量200噸,進入遠地點36000公里高度過渡軌道的有效載荷爲1700公斤。

    歐空局的“阿麗亞娜” 5起飛重量700多噸。

    規模比日本大型主力火箭h2b大。

    日本大型主力火箭h2b的地球同步轉移軌道運載能力是 8噸,低軌道運載能力是1617噸日本發射過最大籌載是htv的16.5噸 但是 h2b最大可達到19噸。

    它是一種捆綁了兩個大型固體助推器的兩級火箭。

    一、二級均採用液氫液氧發動機。

    第一級的le-7發動機是新研製的,推力86噸;第二級的le-sa發動機是“h-1”火箭第一級發動機的改進型,推力12噸。

    火箭總長50米,直徑4米,起飛質量260噸。

    “h-2”火箭的主要特點:

    一是結構良好,火箭長度短,重量輕,其重量僅爲運載能力相同的蘇聯“質子”火箭的38,歐航局的“阿麗亞娜4”的一半,而且可靠性高達96;二是技術先進,如第一級主發動機採用的二級燃燒循環方式是一項燃燒效率很高的高難技術,目前只有美國航天飛機的主發動機和前蘇聯的“能源號”火箭第一級發動機採用了這項技術。

    第二級火箭具有重新啓動功能。

    使h2火箭具有足夠的靈活性來滿足把有效載荷送入不同軌道的要求。但發射成本較高,每一枚相當1.55億美元,而發射能力相近的“阿麗亞娜4”只需0.82億美元。

    目前最新的就是固體火箭發動機屬於化學火箭發動機。

    用固態物質能源和工質作爲推進劑。固體推進劑點燃後在燃燒室中燃燒,產生高溫高壓的燃氣,即把化學能轉化爲熱能;燃氣經噴管膨脹加速,熱能轉化爲動能,以極高的速度從噴管排出從而產生推力推動導彈向前飛行。

    固體火箭發動機主要由殼體、固體推進劑、噴管組件、點火裝置等四部分組成,其中固體推進劑配方及成型工藝、噴管設計及採用材料與製造工藝、殼體材料及製造工藝是最爲關鍵的環節。

    直接影響固體發動機的性能。

    固體推進劑配方各種組分的混合物,可以用壓伸成型工藝預製成藥柱再裝填到殼體內,也可以直接在殼體內進行貼壁澆鑄,殼體直接用作燃燒室。

    噴管用於超音速排出燃氣。

    產生推力;

    噴管組件還要有推力矢量控制系統來控制導彈的飛行姿勢。

    點火裝置在點火指令控制下解除安全保險並點燃發火藥產生高溫高壓火焰用於點燃殼體內的推進劑。

    固體發動機的水平與複合材料工業和高分子化學材料工業的科技水平密不可分。

    可以說是一個國家科技水平的縮影。

    二十一世紀,固體火箭發動機技術在航天和導彈的需求牽引下,在先進材料、微電子測試等技術的推動下。

    取得了重大進展。

    美、俄等先進國家在高壓強發動機、超高速動能攔截彈發動機、高速防空彈發動機、精確打擊反甲彈發動機和固衝發動機等下一代戰略戰術導彈發動機研製上取得了新進展;在基礎研究領域投入大量資金,制訂了詳細的發展計劃,穩步取得了一些重要進展,特別是在新型推進劑組分、燃燒穩定性技術、老化延壽監測技術、噴管和殼體材料技術、機動控制用姿態控制系統和轉向與姿態控制系統技術等關鍵技術上取得了有意義的支撐性研究成果;在新型組合動力裝置。


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