世界上推力最大的火箭引擎

　　你知道世界上推力最大的火箭引擎是哪種嗎?它又是什么時(shí)候開(kāi)始研發(fā)的?下面讓小編為大家介紹一下吧。

　　世界上推力最大的火箭引擎是RD170火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，是蘇聯(lián)為能源號(hào)運(yùn)載火箭研制生產(chǎn)的 采用高壓補(bǔ)燃循環(huán) 以液氧煤油作為推進(jìn)劑 海平面推力740噸 海平面比沖:309.5 s 真空推力:806.2噸 真空比沖:337.2 s 其改進(jìn)型RD171M真空推力提高到了846.5噸 用于天頂號(hào)運(yùn)載火箭。

　　能源號(hào)運(yùn)載火箭

　　11К25“能源”號(hào)運(yùn)載火箭(俄語(yǔ)：11К25，Энергия)蘇聯(lián)研制的一種超重型運(yùn)載火箭。能源號(hào)至今仍保持運(yùn)載能力最強(qiáng)的世界紀(jì)錄。

　　中文名 11К25“能源”號(hào)運(yùn)載火箭 外文名 11К25，Энергия 首 飛 1987年5月15日 發(fā)射場(chǎng)拜科努爾航天發(fā)射場(chǎng)

　　概念

　　是由能源科研生產(chǎn)聯(lián)合體設(shè)計(jì)的蘇聯(lián)火箭。 作為重型一次性使用運(yùn)載系統(tǒng)以及作為暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)的助推器，發(fā)射緯度北緯46度，能源號(hào)近地軌道運(yùn)輸能力為105噸貨物，地球靜止軌道運(yùn)輸能力為20噸，美國(guó)國(guó)防部對(duì)這種火箭的代號(hào)是“SL-17”。

　　它是一種全新設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、推力大、壽命長(zhǎng)的運(yùn)載火箭，這些特點(diǎn)使它至少與使用得最多的聯(lián)盟號(hào)運(yùn)載火箭(A4) 一樣地?cái)U(kuò)大其性能。能源號(hào)性能提高表現(xiàn)在能把100噸載荷送入近地軌道。這相當(dāng)于目前蘇聯(lián)每年送入近地軌道的有效載荷重量的三分之一左右。一枚能源號(hào)運(yùn)載火箭的近地軌道運(yùn)載能力等于五枚質(zhì)子號(hào)SL一13 運(yùn)載能力或15枚聯(lián)盟號(hào)A4的運(yùn)載能力，然而，不應(yīng)設(shè)想用這樣的數(shù)字就能表明

　　SL一4和SL一13已經(jīng)過(guò)時(shí)了，它們?nèi)詫⒈焕^續(xù)用于它們能有效地發(fā)揮作用的各次發(fā)射任務(wù)中。很明顯，蘇聯(lián)人從 G 型運(yùn)載火箭的失敗中吸取了許多有益的教訓(xùn)并就直接應(yīng)用于能源號(hào)運(yùn)載火箭開(kāi)始著手于初步設(shè)計(jì)中?；炯夹g(shù)要求包括：

　　1. 近地軌道有效載荷運(yùn)載能力不少于100噸;

　　2.使用低溫燃料即液甲烷或液氫;

　　3.各級(jí)保留使用液態(tài)燃料及其可控性;

　　4.所有有價(jià)值的部件可回收;

　　5.強(qiáng)調(diào)機(jī)組人員的安全，即運(yùn)載火箭按載人要求進(jìn)行設(shè)計(jì);

　　6.具有技術(shù)水平高又受過(guò)嚴(yán)格訓(xùn)練的人員以保證快速發(fā)射和重新發(fā)射;

　　7.整個(gè)運(yùn)載火箭盡可能堅(jiān)固。[

　　研發(fā)

　　在取消了不成功的N1火箭后，1974年，蘇聯(lián)開(kāi)始了對(duì)新火箭的方案論證工作。正如NASA用航天飛機(jī)取代土星5號(hào)的計(jì)劃，能源科研生產(chǎn)聯(lián)合體提出了祝融星計(jì)劃(Vulkan)，計(jì)劃設(shè)計(jì)一種以質(zhì)子號(hào)運(yùn)載火箭為基礎(chǔ)，使用與質(zhì)子號(hào)相同燃料、比質(zhì)子號(hào)更大、推力更強(qiáng)的、采用模塊化設(shè)計(jì)的火箭。

　　1987年5月15日，蘇聯(lián)價(jià)值200億英鎊的“能源”號(hào) (Energia) 重型運(yùn)越火箭首次從哈薩克斯坦的丘拉坦發(fā)射場(chǎng) 發(fā)射試飛成功，從而表明，蘇聯(lián)即將在工業(yè)開(kāi)發(fā)太空方面居于領(lǐng)先地位。

　　“能源”號(hào)的研制工作可追溯到60年代。當(dāng)NASA于1973年發(fā)射了天空實(shí)驗(yàn)室后不得不放棄 “土星” V 時(shí)( “阿波羅一聯(lián)盟” 號(hào)的聯(lián)合飛行是在2年后用小型“土星”1B進(jìn)行的)，蘇聯(lián)卻仍在繼續(xù)研究高能低溫推進(jìn)技術(shù)。1981年美國(guó)防部終于宣布，蘇聯(lián)正在研究一種全新的重型運(yùn)載火箭，國(guó)防部稱之謂SL一W。這種火箭既可以是用于發(fā)射大型無(wú)人有效載荷的一次性使用火箭，也可以是一種地球一軌道間的助推器，用于發(fā)射相當(dāng)于美國(guó)航天飛機(jī)軌道器 的蘇制軌道器。有資料表明，這種軌道器是和SL一W同時(shí)研制的。

　　“能源” 號(hào)是一種兩級(jí)運(yùn)載火箭，總長(zhǎng)度為60m，芯級(jí)直徑約為8m?？偘l(fā)射質(zhì)量約為19600 kN (最小估計(jì)值)，總發(fā)射推力為 29400 kN。推重比大致與美國(guó)航天飛機(jī)相當(dāng)。其比沖4705以上，單臺(tái)推力323 kN 以上，均比美國(guó)航天飛機(jī)高。 “能源” 號(hào)能將270t載荷送到低地軌道(約180km)、32t載荷送到月球或 27t載荷送到火星和金星。如經(jīng)過(guò)充分改進(jìn)，還能一次將270 t 載荷送入軌道，是目前世界上推力最大的運(yùn)載火箭。

　　能源號(hào)火箭被設(shè)計(jì)用來(lái)運(yùn)載暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī) 這也是能源號(hào)的載荷位于火箭的側(cè)面而不是頂部的原因。但是能源號(hào)同樣可以執(zhí)行重型衛(wèi)星的發(fā)射任務(wù)，能源號(hào)的第一次發(fā)射中攜帶了“極地”號(hào)斯泰基-DM型試驗(yàn)飛船。

　　能源號(hào)只執(zhí)行過(guò)兩次發(fā)射任務(wù)，而且第一次發(fā)射中，有效載荷沒(méi)有正常工作(極地號(hào)與能源號(hào)成功分離后調(diào)整姿態(tài)失敗，重返大氣層解體)。能源-暴風(fēng)雪計(jì)劃的遺產(chǎn)是RD-170系列發(fā)動(dòng)機(jī)和天頂號(hào)運(yùn)載火箭。其中天頂號(hào)火箭的芯級(jí)和能源號(hào)的助推器相同。

　　為解決與運(yùn)載火箭多次重復(fù)使用有關(guān)的結(jié)構(gòu)、回收等問(wèn)題創(chuàng)造了必要的試驗(yàn)與研究條件。“能源號(hào)”迄今仍是二次使用的運(yùn)載火箭，費(fèi)用昂貴。為了大幅度地降低使用成本，蘇聯(lián)正在進(jìn)行火箭助推級(jí)和芯級(jí)回收與重復(fù)使用的可行性研究。在“能源號(hào)”火箭每個(gè)助推器外側(cè)的上、下兩端增設(shè)了回收設(shè)備艙，在底部還可以安裝一個(gè)獨(dú)特的折疊式槳葉狀減速機(jī)構(gòu)。在“能源號(hào)”發(fā)射后可以借助回收系統(tǒng)來(lái)回收助推級(jí)乃至芯級(jí)，此可回收重復(fù)利用火箭技術(shù)亦用于安加拉號(hào)火箭。蘇聯(lián)能源號(hào)和安加拉的火箭回收技術(shù)方案比SpaceX早好多年，然而因?yàn)槿鄙儋Y金研發(fā)只造了一次性的。

　　變型詳況

　　蘇聯(lián)巨型運(yùn)載火箭能源號(hào)的一些方案預(yù)計(jì)會(huì)得到發(fā)展，其中最大一種方案可把215 噸的載荷送入近地軌道。第一種能源號(hào) (1987 年5月15號(hào)發(fā)射) 是由捆綁有四臺(tái)助推器的芯級(jí)和在其一側(cè)連接的帶有單臺(tái)“遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)” 的上面級(jí)組成，在今年5月15號(hào)發(fā)射的能源號(hào)運(yùn)載火箭中，這臺(tái) “遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)”不能正確點(diǎn)火。這種能源號(hào)運(yùn)載火箭全長(zhǎng)60米，能把重達(dá)130噸的有效載荷送入近地軌道。

　　這種能源號(hào)運(yùn)載火箭改型預(yù)計(jì)用來(lái)發(fā)射蘇聯(lián)大型航天飛機(jī)。在明年內(nèi)可能對(duì)這種大型航天飛機(jī)(可能采用一種加固型航天飛機(jī)試驗(yàn)?zāi)Ｐ? 進(jìn)行一次不載人試驗(yàn)飛行，但是載人任務(wù)飛行預(yù)計(jì)到九十年代初期以后才能實(shí)現(xiàn)。蘇聯(lián) 的這種大型空間站 (預(yù)計(jì)1991年后蘇聯(lián)將用大型空間站來(lái)代替當(dāng)前使用的和平號(hào)空間站) 能用捆綁有六臺(tái)或八臺(tái)助推器且備有高能上面級(jí)的能源號(hào)改進(jìn)型送入軌道，能源號(hào)運(yùn)載火箭最大改進(jìn)型高達(dá)110米，幾乎和美國(guó)的阿波羅—土星5一樣高，但具有更大的推力。

　　有經(jīng)驗(yàn)的宇航員格赫曼·泰托夫在莫斯科電臺(tái)發(fā)表講話說(shuō)，能源號(hào)火箭能實(shí)現(xiàn)建立載人的月球研究站和載人飛行到火星以及其他星球等空間計(jì)劃。能源號(hào)運(yùn)載火箭可把重達(dá)32噸的有效載荷送至月球。

　　同時(shí)，蘇聯(lián)報(bào)紙已經(jīng)透露了在普列謝茨克的北部發(fā)射場(chǎng) 的詳細(xì)情況 , 雖然蘇聯(lián)人在1966年首次使用過(guò)這個(gè)發(fā)射場(chǎng)，但是他們?cè)?984年才第一次承認(rèn)它的存在。

　　在普列謝茨克發(fā)射場(chǎng)發(fā)射的衛(wèi)星有閃電、流星、宇宙和國(guó)際宇宙，還包括發(fā)送到極軌道的 “科學(xué)空間勘察”衛(wèi)星。普列謝茨克發(fā)射場(chǎng)實(shí)質(zhì)上是用來(lái)發(fā)射大部分蘇聯(lián)照像偵察衛(wèi)星的發(fā)射場(chǎng)。宇宙號(hào)1875 (于1987年9月3號(hào)發(fā)射) 正是這種衛(wèi)星。它被發(fā)射到3公里至208公里之間的軌道上，軌道傾角為73°。9月8號(hào)在普列謝茨克發(fā)射場(chǎng)用一枚SL一8運(yùn)載火箭發(fā)射了六顆宇審號(hào)軍事通訊衛(wèi)星。

　　閃電和流星衛(wèi)星是在聯(lián)盟號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射臺(tái)上發(fā)射的，而小型和中型的宇宙號(hào)和國(guó)際宇宙衛(wèi)星卻是在稱為虹號(hào)和上升號(hào)的發(fā)射臺(tái)上發(fā)射。

　　試射與計(jì)劃中止

　　“能源號(hào)”只執(zhí)行過(guò)兩次發(fā)射任務(wù)就因?yàn)樘K聯(lián)解體、資金不足等原因不再使用。

　　首次發(fā)射

　　能源號(hào)在1987年5月15日20時(shí)30分第一次發(fā)射，攜帶了“極地”號(hào)斯泰基-DM型試驗(yàn)飛船。

　　發(fā)射后期，箭載RD-0120發(fā)動(dòng)機(jī)提前停止燃燒，載荷未能進(jìn)入預(yù)定軌道。

　　第二次發(fā)射

　　1988年11月15日進(jìn)行第二次發(fā)射，能源號(hào)順利將暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)送入預(yù)定軌道。

　　計(jì)劃中止

　　伴隨著蘇聯(lián)解體，能源號(hào)火箭停止生產(chǎn)。雖然能源號(hào)不再生產(chǎn)，由其助推器發(fā)展的天頂號(hào)火箭仍在服役，其主發(fā)動(dòng)機(jī)RD-170衍生的RD-171仍使用于天頂號(hào)火箭。

　　影響以及結(jié)局

　　能源號(hào)運(yùn)載火箭所使用的氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)RD-0120，它的真空推力為190噸，真空比沖為454.5秒(僅次于美國(guó)338噸的RS-68、213噸的SSME、優(yōu)于法國(guó)136噸的Vulcain 2，日本111噸的LE-7A)。美國(guó)的宇宙神五號(hào)運(yùn)載火箭使用RD-170系列火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的衍生型號(hào)RD-180，美國(guó)的安塔瑞斯號(hào)運(yùn)載火箭使用衍生型號(hào)RD-181。韓國(guó)羅老號(hào)火箭以及俄羅斯安加拉火箭使用另一衍生型號(hào)RD-191。天頂號(hào)運(yùn)載火箭則與美國(guó)、俄羅斯、烏克蘭、挪威四國(guó)成立海上發(fā)射平臺(tái)，這家公司擁有能源號(hào)全自動(dòng)發(fā)射技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)目前是世界上最先進(jìn)的，而且是獨(dú)家的。能源號(hào)大體和N-1運(yùn)載火箭、TOPAZ-2型空間核反應(yīng)堆電源以及雅克141結(jié)局一樣被美國(guó)人購(gòu)買用做航空航天技術(shù)儲(chǔ)備。

　　由于政治和經(jīng)濟(jì)原因，僅存的能源號(hào)M火箭只能存放在庫(kù)房中，任灰塵飛揚(yáng)，儀器老化。2002年，暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)中可以飛行的一架連同能源號(hào)火箭一道，因拜科努爾的廠房坍塌而被摧毀。至此暴風(fēng)雪計(jì)劃在凄涼慘淡中徹底終結(jié)[4] 。

　　相關(guān)設(shè)計(jì)

　　火神號(hào)

　　祝融星(Vulkan-Hercules)能源家族的原型，最初始設(shè)計(jì)，該火箭家族運(yùn)載能力涵蓋10~200噸級(jí)。采用模塊設(shè)計(jì)，助推器(天頂號(hào))可以單獨(dú)發(fā)射荷載，Vulkan發(fā)射質(zhì)量達(dá)到4747噸，為兩級(jí)半火箭，高度88米，配有逃逸塔，低軌道運(yùn)載能力200噸，地球靜止軌道運(yùn)載能力為36噸，還可以將43噸的貨物送往月球(直接起飛)，52噸的貨物送往火星。

　　后來(lái)在蘇聯(lián)國(guó)防部的干涉下，改型火箭的研發(fā)中斷，改為研發(fā)該火箭的單級(jí)型號(hào)，也就是能源號(hào)，原因是該構(gòu)型可以采用背負(fù)式搭載超大尺寸的荷載。運(yùn)載能力200噸能源號(hào)還遠(yuǎn)不是蘇聯(lián)計(jì)劃中的最大型號(hào)的運(yùn)載火箭其中披露的RD170系列的圖，有個(gè)六燃燒室的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。

　　能源號(hào)M

　　能源號(hào)M是最小的衍生型號(hào)，使用二到四個(gè)經(jīng)過(guò)改裝的天頂號(hào)火箭作為助推器，芯級(jí)中只有一個(gè)RD-0122發(fā)動(dòng)機(jī)。能源號(hào)M旨在取代質(zhì)子號(hào)運(yùn)載火箭，但是在1993年輸?shù)袅撕桶布永鸺母?jìng)爭(zhēng)。

　　能源II號(hào)

　　能源II號(hào)，又稱 Uragan (俄文：Ураган, Hurricane)是一種計(jì)劃可完全重復(fù)使用的火箭。該衍生型號(hào)的芯級(jí)可以自行再入和滑翔降落。