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第40章 擎天神五号运载火箭

概述

为洛克希德马丁公司所研制的不可重覆使用之运载火箭(现由洛克希德马丁与波音公司研制,隶属联合发射同盟,航空喷气公司则负责擎天神五号运载火箭固态辅助火箭的研发及制造。

第一节的由液态氧及煤油为燃料,是于阿拉巴马州的第开特建造,引擎为俄罗斯的RD-180火箭引擎,第二节则是以液态氧及液态氢为燃料的半人马座火箭,某些衍生型装有捆绑式固态辅助火箭以增加酬载量,辅助火箭及第一节和第二节构成擎天神五号运载火箭。

演变历史

擎天神五号运载火箭为擎天神系列运载火箭中最新的型号,其技术来自早期的擎天神二号运载火箭,主要则是擎天神三号运载火箭,大部分的推进系统,电子设备及火箭结构有沿袭早期火箭,有些则是小幅修改。

外观上最明显的修改为第一节的燃料槽,不再使用10呎直径的不锈钢硬式壳槽,亦不用的有中央隔壁的“气球”结构,也不再用“一节半”的技术(于发射至进入轨道途中将三颗引擎中的两颗丢弃),擎天神五号运载火箭则使用类似泰坦系列运载火箭及航天飞机外部燃料槽的12.5呎直径铝合金锻接燃料槽。

发射地点

擎天神五号运载火箭属于美国空军的改进型一次性运载火箭(EELV)的一部分,不可重复使用代表此种运载火箭只能使用一次。发射地点在卡纳维尔角空军基地复合式41号发射台,另外位于西岸的范登堡空军基地3号发射台在未来将会发射极地轨道的卫星。

技术诸元

第一节

擎天神五号系列运载火箭主引擎为俄罗斯的RD-180引擎,第一节为新研发的公共助推核心(CCB),最多可以捆绑式加装五枚航空喷气公司制造的固态辅助火箭,标准核心火箭直径为3.8米(12.5呎),长32.5米(106.6呎),可填装284,450公斤(627,105磅)的液态氧及煤油,标准核心火箭的推进时间约4分钟,俄罗斯的RD-180引擎于发射时提供推力约4百万牛顿(860,000磅),飞行中产生的最大推力可达4.152百万牛顿。

第二节

第二节的半人马座火箭有加压燃料槽使之稳固,并使用低温燃料(液态氢或液态氧),擎天神五号运载火箭的第二节直径为1.68米(5.5呎),所使用引擎为一颗或两颗普拉特&惠特尼RL10A-4-2火箭引擎,每颗引擎产生99.2千牛顿(22,300磅)。

改良RL10A-4-2火箭引擎外型是增加第二节的操作性能和可靠程度,另外惯性航行装置也装在半人马座火箭上,让擎天神五号运载火箭和半人马座火箭可以稳定的飞行,也控制擎天神运载火箭和半人马座火箭的燃料槽压力及燃料使用量,半人马座火箭的引擎也可以在真空中点燃,可将人造卫星送入低地球轨道,进入低地球轨道后,可形成椭圆的地球同步轨道,再经过第三次点火,即可从椭圆的地球同步轨道转为圆形的地球同步轨道。

半人马座火箭有着高燃烧比率(燃料燃烧完全比率),所以可以搭配各种不同的重量的末端节,也可以用来作商业运载火箭,将人造卫星放置在较远的轨道。

在擎天神五号运载火箭第一次发射之前,有许多系统已经升级或增强了,例如容错惯性飞行装置可增加擎天神系列运载火箭的可靠性。

酬载舱(整流罩)

擎天神五号运载火箭有两种常用的酬载舱(整流罩)。第一种是典型4米直径的酬载舱,从擎天神二号运载火箭开始使用,属于标准和较纤细的酬载舱(参见擎天神五号运载火箭第4次发射Inmarsat4-F1卫星)第二种是洛克希德马丁公司所研发的加大型5米直径(实际上是4.57米直径)酬载舱,建造地点则为位在瑞士的Contraves太空(现为Oerlikon太空)。

Contraves太空所制的整流罩使用复合材料,此复合材料在早期的运载火箭的整流罩即使用过,不须在另寻新的材质。第三种则是加长版的酬载舱,是用来运载擎天神五号重型运载火箭的酬载物。

前两种酬载舱是用来酬载擎天神五号500型运载火箭。在2008年4月14日,擎天神五号运载火箭运载了此系列最重的酬载进入轨道——6648公斤(14625磅)的电信通讯卫星,是由太空系统/帕洛亚托眼端,加利福尼亚。

发射记录

从2002年8月的第一次发射到2008年3月间的12次发射中,擎天神五号运载火箭有几近完美的成功率,但于2007年6月15日发射NROL-30卫星的航班中,因第二节的半人马座火箭引擎提早关闭,而必须放弃酬载物-两颗海洋监测卫星-较预期轨道低,然而,买主国家级侦查部认为此次任务是成功的,而此事故也经过彻底的调查。于此次些微失败后,擎天神五号运载火箭已有四次发射成功纪录。