制動火箭(火箭發動機)

制動火箭是運載火箭和宇航器上的一種小型輔助火箭發動機，用來產生與飛行方向相反的推力，以實現運載火箭的各級分離、太空飛行器返回艙再入和進入其他星體時的軌道減速和太空飛行器變軌等功能。後來也套用於空投技術裝備系統，以實現空投物資的平穩著陸。

基本介紹

• 中文名：制動火箭
• 外文名：Braking Rocket
• 拼音：zhì dòng huǒ jiàn
• 性質：小型輔助火箭發動機

定義

【詞語】：制動火箭

【注音】：zhì dòng huǒ jiàn

【釋義】：一種在運載火箭和宇航器上用於產生制動效應的小型輔助火箭發動機，當點火時其推力產生制動效應，使得飛行器前進的速度減緩或向相反方向運行，多用於多級運載火箭的級間分離、太空飛行器返回艙的再入（如回收人造衛星）和進入其他天體時的軌道減速（如軟著陸）和宇宙飛行器變軌等。後來也套用於空投技術系統中。

性質

制動火箭無論用一枚或多枚都應使其噴管的排氣方向朝向飛行的方向或與之成一定角度安裝。當制動火箭點火時，其推力產生制動效應，使飛行器前進的速度減緩或向相反方向運動。制動火箭用於運載火箭的各級分離、太空飛行器返回艙再入(如回收人造衛星)和進入其他星體時的軌道減速(如軟著陸)和太空飛行器變軌等。制動火箭多使用固體推進劑，要求儘可能小的外形尺寸和重量，能在大加速度、真空、低溫和強輻射條件下長期在宇宙空間可靠地工作。用於太空飛行器減速或變軌的固體推進劑制動火箭多為球形，這是因為在外層空間空氣阻力可以忽略不計，而球形殼體無論從內腔容積還是應力情況來看都是最佳結構。

發展歷史

首先使用制動火箭是在第二次世界大戰的初期，在由轟炸機投擲的飛彈上裝上制動火箭，它的推力可抵消飛機傳遞給飛彈的前進速度，而使飛彈垂直下落。後來制動火箭用於空降技術裝備的降落傘噴氣減速系統，以減少空降物資與地面的衝擊。

20世紀前，火箭技術都發展緩慢，直到康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基在他的著作中首次提到了液體燃料火箭。而將之變為現實應該歸功於羅伯特·戈達德，在他將漸縮漸闊噴管首次用於火箭，這加倍了推力並使工作效率成倍提高。

分級燃燒循環是阿列克謝· 伊薩耶夫在1949年首次提出的，伊薩耶夫的前助理梅爾尼科夫設計的用於蘇聯行星火箭的S1.5400發動機首次採用了這種循環。[12]幾乎在同時，（1959年） 尼古拉· 庫茲涅佐夫開始為科羅廖夫的軌道洲際飛彈GR-1設計閉合循環發動機NK-9。庫茲涅佐夫後來根據此方案設計了工作在N1火箭上的NK-15和NK-33。在西方，首台實驗室分級燃燒發動機是由德國工程師路德維希·伯爾科（Ludwig Boelkow）於1963年製造的。

結構

為能在大加速度、真空、低溫和強輻射條件下長期在宇宙空間可靠地工作，制動火箭外形尺寸和重量要求儘可能小的。用於太空飛行器減速或變軌的固體推進劑制動火箭多為球形，這是因為在外層空間空氣阻力可以忽略不計，而球形殼體無論從內腔容積還是應力情況來看都是最佳結構。

制動火箭無論使用一枚或多枚都應使其噴管的排氣方向朝向飛行的方向或與之成一定角度安裝。

制動火箭燃料多使用固體推進劑。

關鍵人物

戚發韌（推進艙制動火箭點火）

戚發軔

1933年4月出生。空間技術專家，神舟號飛船總設計師。遼寧省復縣人後遷到大連市金州區，金州高中畢業。1957年畢業於北京航空學院飛機系，分配到中國運載火箭技術研究院工作。1967年調入中國空間技術研究院從事衛星和飛船的研製，曾任研究院副院長、院長，同時擔任過多個衛星型號和飛船的總設計師。現任中國空間技術研究院技術顧問，兼任北京航空航天大學宇航學院名譽院長，博士生導師。國際宇航科學院院士，第九、第十屆全國政治協商會議委員會委員。

重大意義

2013年和2014年，航天科工相繼發射了KZ-1和KZ-2兩顆對地觀測試驗衛星，使用了新一代快速、機動、廉價、可靠的小型運載火箭與發射系統，開創了我國用固體運載火箭成功發射衛星的先河。

失敗案例

制動火箭的點火時機對於整個宇航計畫的成敗具有重要意義。

1. 前蘇聯發射的無人月球探測器月球7號，由於制動火箭的過早點火和過早關機，在月面最大的月海風暴洋上撞毀。之後發射的月球8號，由於制動火箭沒能及時點火撞毀於月面風暴洋。
   
2. 據日本NHK電視台2月7日報導，針對朝鮮於7日上午發射的火箭，對發射技術較為熟知的日本九州大學宇宙工學教授八坂哲雄認為，朝鮮發射的火箭在途中很可能出現了制動系統的異常，燃料或提前燒完。
   

成功案例

“神舟五號”：天與地的對話　

2003年10月15日9時整，“神舟五號”滿載著中華民族的飛天夢，呼嘯著飛向太空

火箭飛行9分36秒，船箭分離。

飛船進入預定軌道，調整運行姿態，對準地球，展開太陽帆板，完成對太陽的跟蹤定向。
電源分系統通過供配電和電纜網開始向全船供電。

飛船第一次橫向調姿90度，1分鐘後，軌道艙與飛船成功分離。

飛船第二次調姿成制動點火姿態。

推進艙制動火箭點火，迫使飛船減速並改變運行軌道，飛向地球。

83秒後，制動火箭關機。推進艙與返回艙成功分離。