4次发射均未中标ca88:,那款火箭为应急发射而生

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N1运载火箭是苏联研发的用来将苏联宇航员送到月球的火箭。也就是被西方人称为
G-1e 或 SL-15
的火箭。N1就是俄语носитель的缩写。火箭研发工作比土星五号晚,不仅资金短缺、未测试,四次发射试验都失败了,于是苏联在1976年正式取消了这项工程。

  出品:科普中国

  • ca88 ,名称:呼啸号运载火箭
  • 制造商:赫鲁尼切夫国家航天科研生产中心
  • 发射日期:1965年7月16日
  • 名称:天箭号运载火箭
  • 制造商:NPO Mashinostroyentya
  • 发射日期:2003年12月5日
  • 发射地点:俄罗斯,斯沃博德内,哈萨克斯坦,拜科努尔

前苏联的月球发射计划是用一个单独的发射工具,即”N-1″号运载火箭,并且要在月球轨道实现对接,这和美国用”土星”5号发射”阿波罗”号和登月舱飞船是采用的是相同的方式。”N-1″号曾在1969年2月21日发射,进行飞行试验,但最后在40000英尺高度爆炸而失败。1969年7月3日又进行了一次发射演习,但也失败。前苏联又分别于1971年6月和1972年11月试验了两次,两次都以失败告终。1971年6月的飞行中,发射后几秒钟,推进器失去控制,不断旋转摇摆。计算机关闭了发动机,”N-1″火箭又一次掉下来,完全毁坏了1969年已经严重毁坏的第二个发射台和塔台。可能是由于时间紧迫以及资金短缺,这一世界上最大的火箭共进行了四次发射,之前却没有进行过测试或试验。但是后来”N-1″火箭经过技术改进最终变成了如今的”能源号”火箭。”N-1″号的屡次失败粉碎了前苏联人的登月之梦,前苏联设计和建造登月飞船的工程师们肯定早已知道他们所冒的风险。回顾硬件制造过程、发射经过,以及花费,没人能怀疑航天员们的技术及超人的勇气。

  作者:矛隼工作室

参数

  • 长度:29.2米
  • 中心直径:2.5米

呼啸号苏/俄ca88 3

  呼啸号运载火箭是苏联礼炮设计局利用冷战时代研制的UR-100N洲际弹道导弹(北约代号为SS-19“匕首”,START-1中称为RS-18)改装而成的。在UR-100N上加装一个“和风”上面级,就成了呼啸号火箭。1990年,呼啸号从拜科努尔航天中心的一个洲际导弹发射井里进行了第一次发射。在冷战结束后,俄罗斯开始将多余的战略导弹改装成运载火箭,因为这样做的成本实际上比销毁这些导弹更便宜。呼啸号就是其中现成的一种。呼啸号目前只用于发射运行于低地轨道的小型商业载荷。

参数

  • 长度:26.7米
  • 中心直径:2.5米

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  监制:光明网科普事业部

结构特点

装备了可再次点火、具有高度可操作性的“微风-KM”上面级,“呼啸号”拥有将1950千克(4290磅)有效载荷从普列谢茨克发射场送入近地轨道的能力。这种火箭尤其适合将小型和中型飞行器送入太阳同步轨道、近极轨道和高倾角轨道。

有效载荷

  • 1700千克

天箭号苏/俄ca88 3

  “天箭号”是由NPO
Mashinostroyeniya使用RS-18洲际弹道导弹的原型——UR-100N导弹改造而成的运载火箭。除了两种可选的整流罩和改进的控制系统软件外,它只在原先导弹的基础上作了很少的改进。这种两级的“天箭”号火箭能够在斯沃博德内或拜科努尔的改进型发射井内发射。轨道卫星有效载荷上加装了一种“发射后”模块。虽然“天箭号”在有效载荷负载能力上要稍逊于它的竞争对手“呼啸号”(SS-19),但是它将有效载荷送入轨道的费用更低。它能够从拜科努尔将卫星送人倾角为63°的轨道,或在斯沃博德内将卫星送入倾角为52°~104°的轨道。

N-1运载火箭

  火箭发射可不是个简单的活计,光是准备工作,浪费的时间就多的惊人。别的不说,就前些日子的FH重型猎鹰,发射准备工作持续了个把月。而对于一些比较急的发射任务,像拯救飞行员,维修航天器,补射损毁卫星,自然是不能靠这些准备缓慢的重型火箭,还得靠一些“旁门左道”。

首次发射:1969年2月21日

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末次发射:1972年11月23日

  图为UR-100火箭示意图(来源:wiki百科)

1959年,N1的研发在谢尔盖·科罗廖夫(Sergey
Korolyov)的带领下在他的科罗廖夫设计局展开了。原方案是在火箭的上面级使用一台核发动机,使之能够发射50吨的载荷,用于军用太空站和载人火星飞船的发射。其中N1火箭尺寸最大;N2稍小,N3最小。当时并没有展开实际研发,N系列还只停留于计划阶段。

  这些“旁门左道”中,准备速度最快的莫过于前苏联的“宇宙”系列火箭。这个“宇宙”的来头不小,一开始是战略火箭军的洲际导弹,应用了当时最先进的火箭发动机技术。第一代UR-100在1960年代投入使用,不仅作为航天火箭,也作为洲际导弹威慑美国。在作为洲际导弹使用的时候,发射准备时间约莫25分钟,比第一代R-1和R-7A导弹动辄2-3小时的发射准备时间要快得多。而作为运载火箭使用,准备时间则需要几个小时至2天,取决于当地气候和发射窗口时机。如果不考虑轨道直接强行发射,也不是不不行,就是发射载荷低了很多,难以与正常运载火箭相比。

1959年12月,一场汇集了所有主设计师的会议上,设计师各自提出他们最新设计。科罗廖夫提出了N系列以及更保守的R-7。弗拉基米尔·切洛梅,科罗廖夫的对头,提出了他的”通用火箭”系列,使用一个通用的下面级搭配不同的模块来满足多种载荷需要。米哈伊尔·扬格利提出用R-26来代替R-16。最后,会议主持者决定将切洛梅的UR-100作为新的轻型洲际导弹,将扬格利的R-36作为重型洲际导弹方案,而他们认为没用使用科罗廖夫的超大型运载工具的必要,但给了他许多研发资金,以支持他将R-7改进为闪电号运载火箭。

  图为UR-100(SS-19)导弹(来源:wiki百科)

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  但是UR-100也存在着相当多的问题,它的载荷能力严重不足,甚至不能将“联盟”号飞船送上天。在不考虑发射窗口的紧急发射中,UR-100的LEO轨道投送能力甚至不到1吨,连苏联自家最小的“闪电”通讯卫星都发射不了。这样低的载荷能力,严重影响了紧急卫星发射的意义。

情况在1961年有了转机,3月在一次在拜科努尔举行的会议期间,诸位设计师一起探讨了N1方案和另一个正在设计中的R-20方案。6月,科罗廖夫得到了用于N1研发的小额经费。1961年5月,一份名为《重新考虑用于防御目的的航天运载器计划》中明确指出要在1965年试射N1火箭。

  UR-100火箭的后代被命名为UR-200,西方则称为“宇宙-3”.这种火箭的常规发射LEO载荷达到了5吨,在紧急发射中也达到了2吨以上。相比于其他运载火箭,其发射准备时长大大缩短,一般发射任务需要2周准备,紧急发射待命火箭则不到1小时。由于轨道投送能力有了突破性提高,可以不考虑发射窗口紧急补射卫星或者发射救援飞船。

当美国在1961年5月宣布实施人类登月计划时,科罗廖夫提出了基于一种新型飞船进行地球轨道集合的登月计划。
这个计划需要发射数次来完成登月组件运用,一个是联盟号飞船,一个是登月舱,还有用于地月间推进的发动机和燃料的辅助设备。这降低了运载火箭的性能需求,但是以必须快速完成组件发射为代价的。因为必须在组件的燃料耗尽前进行组装。
然而当时的苏联还是无力进行这样密集的发射。科罗廖夫于是研发50吨级版本的N1。

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为了支持这个提议,凡棱丁·古鲁什科为科罗廖夫的方案提供了新型的RD-270发动机。
这种发动机已广泛用于古鲁什科的现有发动机设计和多种洲际导弹中。
然而,RD-270使用的四氧化二氮和偏二甲肼产生的比冲低于煤油液氧组合。科罗廖夫认为高性能发动机必须用高性能燃料,而且也对使用联氨的安全性提出质疑。

  图为UR-200火箭(来源:wiki百科)

分歧最终导致科罗廖夫与古鲁什科的合作陷入僵局,1962年,设计委员会打破僵局并表示支持科罗廖夫的方案。
因为格卢什科的退出,科罗廖夫不得不另寻出路,他找到了尼古莱·库兹涅佐夫(Nikolai
Kuznetsov)的OKB-276设计局。库兹涅佐夫的火箭设计经验有限,他将一种根据海拔不同型号各异的发动机NK-15提交给科罗廖夫。
为了达到要求的推力,有人提出在下面级周围使用数台NK-15,形成发动机群,这种环状结构中间留空,让空气通过。
使空气和废气混合以增加推力,同时氧化废气中故意增多含量的燃料。N1第一级的环形发动机群形成了一种原始的瓦形发动机。

  紧急发射能力使得UR-200火箭获得了很多非凡的使命,打两颗卫星都是小意思了。其中最为典型的,还是礼炮-7号任务。之前俄罗斯上映的太空航天大片《礼炮七号》任务中,救援礼炮-7号空间站就是由UR-200火箭发射,由于发射窗口得当,包括改造联盟T-13飞船在内的整个准备时间不到2周就完成了。在苏联航天员弗拉基米尔·贾尼别科夫和航天工程师维克多·萨维内赫进行了非常规对接,最终挽救了价格不菲的空间站。

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  而UR-200急速发射能力的体现,还得说到苏联的大规模核战演习——盾牌-82。演习中,需要发射一种“卫星歼击机”,实质上就是“反卫星卫星”去追赶目标卫星,在它旁边爆炸,依靠破片达成杀伤效果。由于当时技术并不成熟,这种“卫星歼击机”有一定的脱靶概率,如果第一发脱靶后对靶标束手无策,难免会让美国人笑话。政治局决定了,就由UR200来承担这个“补锅”的重任。

同时,切洛梅提出一系列绕月飞行计划,他认为这样也可能击败美国。他还提出在推力器上使用由三台UR-200组成的发动机群,然而在格卢什科把RD-270交给切洛梅后,这个方案也被放弃。因为使用RD-270可以设计出更简单的发动机版本。这个方案就是UR-500。

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当时的苏军尤其是战略导弹部队,并不支持这种对军事无益的政治工程。
而科罗廖夫与切洛梅却极力促成登月计划。1961年至1964年间,切洛梅的保守方案被普遍认同,于是UR-500和联盟号
7KL1的研发被提上了日程。

  图为“质子号”(UR-500)火箭(来源:wiki百科)

双子座计划让美国在太空领域领先于苏联,于是科罗廖夫向赫鲁晓夫施压,要求必须在美国之前进行载人登月。由于当时对地球轨道集合的研究甚少,以致最后不得不选用类似阿波罗计划的直接起飞方案。
而这需要推力更大的助推器。

  在48小时内,苏联紧急发射了2枚UR-200火箭作为反导系统拦截的靶标,1枚UR-200火箭携带卫星进入1050km高轨道作为反卫星拦截的靶标。拦截过程中,不出政治局的预料,由于“质子”号发射的拦截器一发不中,拜科努尔航天中心的专家们差点只能看着靶标“望靶兴叹”。国土防空军紧急翻出UR-200的储备,又用“宇宙-3M”(UR-200系列产品)紧急发射2枚“卫星歼击机”,彻底摧毁了靶标。而这些全部5枚UR-200火箭的发射任务都在不到24小时内完成,拦截过程在72小时内完成,其紧急应变能力可见一斑。

科罗廖夫于是提出了研制大型N1的想法,同时设计出新的登月飞船L3。
L3飞船包含了地球推进发动机,改造后的联盟号
7K-L3和新的LK月球着陆器。而切洛梅提出了另一套方案,一艘已经开始研制的L1飞船和他自己设计的着陆器。
1964年8月,科罗廖夫的方案被选定,而切洛梅则继续他的环月飞船UR-500/L1的研发。

  在苏联解体后,UR-200的紧急发射必要性不在,普通的任务完全可以使用更老更便宜的UR-100火箭完成,更大载荷的任务则由“质子”号火箭完成。UR-200逐渐只承担为国际空间站提供补给的任务。在俄联邦下一代火箭计划中,整个“宇宙”系列运载火箭会被新型大载荷火箭所取代。

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  不过,快反火箭并非如此消失在历史的长河中,中国研发出了长征十一号固态运载火箭,正是对于宇宙系列火箭的继承,其也拥有快速发射的能力,可以说是我国的应急尖兵。

1964年赫鲁晓夫垮台后,两人重新开始了明争暗斗。1965年10月,苏联政府宣布:绕月飞行任务将使用切洛梅的UR-500搭配科罗廖夫的联盟号飞船,代替了切洛梅自己的探测器号飞船。第一次发射定于十月革命50周年之际的1967年。
而科罗廖夫坚持自己的N1-L3方案研究,虽然他赢得了这次学术争锋,但L1的研究也在继续。

1966年,科罗廖夫死于一次外科手术并发症,他的工作由他20年来的助手瓦西里·米辛(Vasily
Mishin)接管。
米辛没有科罗廖夫的政治头脑,这个问题导致N1最后的失败,以致登月计划整体的失败。

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但由于种种原因,n1火箭的四次发射都没有取得圆满成功,有3次是在发射到半空之后爆炸的,但有一次直接的发射平台上就爆了,也造成了人类火箭发射史上最大规模的爆炸。

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