簡介
蘇聯發射第一顆人造衛星和第一艘載人飛船的
運載火箭。由
衛星號運載火箭加一個第三級組成。火箭的全部研製工作由 S.P.
科羅廖夫總設計師領導。V.P.格魯什柯、S.A.科茲貝克和 N.A.皮留金分別領導的3個設計局負責研製第一、二級發動機,第三級發動機和
制導系統。
“東方號”運載火箭是對“月球號”火箭略加改進而構成的,主要是增加了一子級的推進劑質量和提高了二子級發動機的性能。這種火箭的中心是一個兩級火箭,周圍有四個長19.8米、直徑2.68米的助推火箭。中心的兩級火箭,一子級長28.75米,二子級長2.98米,呈圓筒形狀。發射時,中心火箭發動機和四個助推火箭發動機同時點火。大約兩分鐘後,助推火箭分離脫落,主火箭繼續工作兩分鐘後,也熄火脫落。接著末級火箭點火工作,直到把有效載荷送入繞地球的軌道。東方號火箭因發射“東方號”宇宙飛船而得名,1961年4月12日把世界上第一位太空人加加林送上地球軌道飛行並安全返回地面。
這種運載火箭於1959年1月首次試飛,將“月球號”自動星際站送上了近月球軌道。在以後的兩年中,火箭又以兩級和三級結構進行了9次太空飛行器發射試驗,其中有4次是載有動物衛星艙的發射和回收試驗。據美刊報導,至少有一次回收試驗遭到失敗。直至1961年4月12日,才把蘇聯第一名太空人加加林送上地球軌道,並安全返回地面。這標誌著這種運載火箭已研製成功。由於這種火箭第一次正式發射了“東方號”宇宙飛船,因此它也被命名為“東方號”運載火箭。據外刊報導,這種運載火箭至今仍在使用。從它的首次試驗起到1980年底止,總共發射了85個太空飛行器,其中包括載人飛船5艘、月球探測器3個、部分軌道轟炸系統2個以及幾十顆照相偵察獷氣象和科學研究等衛星。
參數
東方號有月球探測和載人飛行兩種狀態。火箭的性能參數分別是:
| 月球探測 | 載人飛行 |
長 | 33.5米 | 38.36米 |
起飛重量 | 279噸 | 287噸 |
最大速度 | 11200米/秒 | 8000米/秒 |
近地軌道有效載荷 | 278千克
| 4725千克 |
第一、二級就是
衛星號運載火箭的第一、二級,但性能略有提高,地面起飛推力和第二級真空推力分別提高到4000和940千牛(約 408 和96噸力)。第三級是新研製的,又稱E級,長約3.1米,直徑 2.58米。採用2個環形
推進劑貯箱以減少火箭的長度。推進劑和第一、二級的一樣,都是液氧和煤油。第三級發動機的推力為49~55
千牛(約5~5.6噸力) ,真空
比沖316~326秒,重量不到100千克。用4個小型遊動噴管控制第三級的飛行姿態。第二、三級採用熱分離方案,即第三級先點火,後分離。用鋼製
桁架式結構連線第二、三級,第二級頂部裝有鈦合金火焰導流器。第三級上面是
有效載荷和
整流罩。整流罩由兩個半殼構成,在火箭飛行約156秒時拋掉。東方號運載火箭於1959年發射了
月球1~3號探測器 ,1960~1963 年間發射了5艘不載人的
衛星式飛船和6艘
東方號飛船 。1963年以後還用來發射飛行號衛星和
電子號衛星、
流星號衛星以及列入宇宙號系列的軍用
電子偵察衛星等。
火箭的頭部是由輕質高強度硬鋁合金製成的整流罩,用於在大氣層飛行期間保護有效載荷。整流罩由兩個半殼構成。當第二級工作不久火箭飛出大氣層後,就把連線兩個半殼的聯鎖機構鬆開,於是罩體就沿縱向分為兩半並且由彈簧頂桿拋出。
發展史
東方號運載火箭最初於1959年成功發射月球1號至3號自動行星際站,其中1號首次達到第二宇宙速度,2號到達月球表面,實現了A方案,3號拍攝了月球背面的照片,實現了B方案。1960~1963年間又發射六艘不載人的衛星式飛船(有一次發射失敗)和六艘東方號載人飛船。
東方號載人飛船由球形下降裝置(又是太空人座艙)、儀器艙和制動火箭發動機系統組成。飛船總重4.73噸(不帶第三級)或6.17噸(帶第三級),長7.35米(帶第三級)。下降裝置重2.4噸,直徑2.3米。制動火箭發動機是泵壓式單燃燒室發動機,推進劑為硝酸和胺基燃料,推力1614公斤,比沖266秒,燃燒室壓力約57大氣壓。發動機由伊薩耶夫設計局設計,配置在第三級液氧環形貯箱的中央。推進劑貯箱內用彈性分隔器隔離推進劑與增壓氣體,以保證發動機在真空失重條件下正常工作。在燃燒室喉部焊有薄堵蓋,使燃燒室內部與外界隔絕,用以保證發動機正常點火。發動機點火工作時由燃氣將堵蓋吹除。
東方號運載火箭發射東方號載人飛船的過程大致是:發射時側掛助推級和芯級的五台發動機同時在地麵點火工作。飛行約130秒時,側掛助推級的發動機關機,側掛助推級與芯級分離。此時高度為55公里,速度達2750米/秒。飛行約156秒時,拋掉頭部整流罩。飛行295~300秒時,芯級發動機關機,第二、三級分離。此時高度為155公里,速度達6500米/秒。飛行400秒時,第三級發動機關機,使以7850米/秒速度飛行的東方號飛船連同第三級一起進入近地點181公里和遠地點327公里的軌道。飛行約676秒時,飛船與第三級分離。飛船返回時,點燃制動火箭發動機,使飛船減速進入下降軌道,然後下降裝置與飛船分離。下降裝置進入大氣層後,在7公里高度將太空人從座艙內彈出。太空人和下降裝置分別靠自身攜帶的降落傘著陸。
1963年以來東方號運載火箭還用來發射“飛行”和“電子”衛星、“流星”氣象衛星、“宇宙”系列的軍用電子偵察等衛星。這種運載火箭至今仍在使用。
衍生型號
“聯盟”號系列運載火箭是世界上歷史最久、發射次數最多的多用途運載火箭。
包括以下火箭: 閃電號、聯盟號
“聯盟號”運載火箭是“東方號”運載火箭系列中的一個子系列。它分為二級型“聯盟號”火箭和三級型“聯盟號”火箭。二級型“聯盟號”火箭根據有效載荷又可分為“上升號”(ВОСХОД)、“聯盟號”和“進步號”(ПЕНЕРА)等幾種狀態。三級“聯盟號”火箭於1960年10月開始發射,1961年2月首次發射成功,將第一顆“金星”探測器(ВЕНЕРА-1)送入日心軌道。後又用於發射世界上第一顆“火量”探測器(MAPC-1)和“月球4~14號”探測器。自1965年4月開始發射“閃電號”通信衛星後,三級型“聯盟號”火箭就又稱作“閃電號”(МОЛНИЯ)運載火箭。此外,該火箭還用於發射預警衛星。
二級型“聯盟號”於1963年11月16日進行首次發射,將第二代照相偵察衛星“宇宙-22”送入近地軌道。1964年10月發射了第一顆“上升號”(ВОСХОД)載人飛船,首次實現了多人航天和空間艙外活動。從1967年4月開始發射“聯盟號”載人飛船,從1978年1月開始發射“進步號”(ПЕНЕРА)無人供貨飛船。
“聯盟號”是一種多用途運載火箭,也是世界上發射次數最多的一種火箭。至1994年底共發射1307次。“聯盟號”和“閃電號”運載火箭至今一直在使用。