閃電號運載火箭

閃電號運載火箭（俄語：Молния）蘇聯在R-7洲際彈道飛彈（8K71）基礎上研製的一種重要的運載火箭型號。美國國防部對這種火箭的代號是“SL-6”，美國國會的謝爾頓命名法（用於識別火箭的衍生型號）則稱其為“A-2-e”。整個閃電號火箭家族包括5種型號：8K78、8K78-MV、8K78-2MV、8K78-E6和8K78-M。

閃電號是蘇聯的第一種3級火箭（不算第一級捆綁的4枚液體助推器）。研製閃電號的命令在1960年由蘇聯航天工業的創始人科羅廖夫親自簽發。研究進行得很順利，因為他們只是要開發一種R-7的3級型號。閃電號的第一級和捆綁助推器都沿用了R-7的原設計；第二級是加粗了的東方號運載火箭（R-7家族的另一個主要成員）的第二級。只有第三級是在東方號第二級基礎上新設計的。全部設計大綱於1960年5月10日完成。

基本介紹

• 中文名：閃電號運載火箭
• 外文名：Молния
• 時間：1960年5月10日
• 國家：蘇聯
• 級別：3級

閃電號運載火箭

在研製中，最複雜的向題是如何保證第四級(“幾”級)在失重條件下的點火。“幾”級的結構與“東方號”的“E”級相似，並且也採用液氧、煤油推進劑。因為它在點火前多少要在空間環境中停留一段時間，所以必須採取可靠的防熱措施。在上升段，為防止動壓頭的影響，需把它同有效載荷一起放在頭部整流罩內，待第二級開始工作後才打開。為了最大限度地利用整流罩內的有效空間，這級火箭採用了球形貯箱，並在環形貯箱之間安排控制第三、第四級飛行的自動裝置。整個“幾”級通過一種桁架結構與“H”級相連。桁架上除裝有自由滑行段(第三級分離後)的穩定系統外，還裝有個固體火箭發動機，用來產生第四級往失重條件下點火所需要的初始軸向加速度。第四級開始工作後、依靠本身的工作保持飛行穩定性,因而桁架失去作用而被拋掉。當達到預定速度時,液體火箭發動機熄火,火箭殼體與有效載荷分離。

閃電號在1960年的頭兩次發射都失敗了。一次是在10月10日，另一次是在10月14日。這兩次失敗的發射所攜帶的載荷都沒有被賦予名字，實際它們都是原計畫對火星進行探測的行星探測器。

在前兩次發射失敗後（也有報導認為在1960年還有一次失敗的發射），閃電號在1961年2月4日將衛星7號重型人造衛星送入太空，這是該火箭的第一次成功發射。衛星7號創造了當時的世界紀錄：全重6483千克，比東方號宇宙飛船還重，是當時人類發射的最大的太空飛行器。

閃電號火箭被用於發射蘇聯的一些最早的星際探測器。它在1961年2月12日成功地發射了世界上第一顆金星探測器金星1號。1962年11月1日，閃電號火箭又發射了世界第一顆火星探測器火星1號。

1965年8月23日，閃電號成功地發射了閃電1-01通信衛星，該火箭因此而得名。

閃電號運載火箭主要用來發射軍用衛星。它從未被用於發射地球同步軌道載荷。閃電號的主要發射場是俄羅斯境內的普列謝茨克。

閃電號運載火箭目前處於退役狀態。

發展歷史

東方號運載火箭雖然能把載荷送往月球，但其運載能力還太小，而且發射時間還受到發射視窗的限制。要想進一步完成行星際探測任務，就需要研製一種多級運載火箭，能將有效載荷連同末級火箭送入轉移軌道，再從轉移軌道發射末級火箭，將載荷加速到行星際飛行所需要的速度。這樣就可以使向月球的飛行不再受發射視窗的嚴格限制，做到在一年的任何一天都可以用同樣的能量消耗來發射月球探測器，還可以完成以往無法實現的探測金星或火星的任務。這樣的一種運載火箭也是發射通信衛星所必需的。設計計算表明，只要在衛星號運載火箭的基礎上增加兩個上面級就可以做到這一點。這種四級火箭可以將飛往月球的有效載荷從東方號運載火箭的300公斤提高到1600公斤，可以將1000至1100公斤重的有效載荷送往金星或火星，還可以發射1600公斤重的通信衛星。這種運載火箭由於後來被用來發射“閃電”通信衛星，因此被命名為閃電號運載火箭。

閃電號運載火箭的第一、二級仍採用衛星號運載火箭的第一、二級,只是由於上面增加了兩級，重量較大，因而需要相應地增大第一、二級結構的強度與剛度。第三級叫做H級，長約8米，直徑2.6米。它是以東方號運載火箭第三級的PO一7發動機為基礎並且最大限度地利用科羅廖夫領導設計的另一種火箭所用的製造工藝和工藝裝備而研製成的。推進劑仍用液氧和煤油。H級結構由煤油箱、箱間段、液氧箱和尾段組成。球形煤油箱放置在液氧箱的上方。尾段用於放置第三級發動機並與彬架式級間段相連線。

第三級的發動機由柯茲貝克設計局研製，實際上是用四台PO一7發動機並聯而成的，但用一台渦輪泵向四個燃燒室供應推進劑，還用四個小型擺動噴管來控制飛行姿態。發動機真空推力30噸，真空比沖330秒。二、三級之間的級間分離和東方號運載火箭的一樣，也採用熱分離方案。第四級叫做幾級，長約3.1米。直徑2.58米。第四級的結構和發動機是由科羅廖夫領導的設計局的一個新建單位參照東方號運載火箭第三級在較短的時間內研製出來的。其結構類似東方號運載火箭第三級的結構，也採用環形推進劑貯箱。發動機是蘇聯第一台以閉路方式工作(燃氣發生器產生的燃氣驅動渦輪以後仍加以利用)並在真空一失重條件下經過較長時間滑行後從轉移軌道點火工作的液氧/煤油發動機。發動機的真空推力7噸，真空比沖340秒。第四級由兩個環形推進劑貯箱、箱間段和尾段組成。由於第四級在與第三級分離後有一個自由滑行段，因此需要採取可靠的防熱措施以減少液氧的蒸發損失，還要解決第四級在自由滑行後在真空失重條件下的可靠點火問題。第四級藉助彬架式級間結構與第三級連線，但級間分離採用冷分離方案。在第四級的箱間段裝有控制第三、四級飛行的自主式控制系統儀表。在第四級自由滑行期間(即兩級分離後至第四級發動機點火的期間)依靠裝設在析架上的定向與穩定系統使火箭保持飛行穩定。在此析架上還裝有四台小型固體火箭發動機(即沉底發動機)，用以保證第四級發動機在失重條件下點火所需要的初始軸向過載。在第四級發動機點火工作之後，改由第四級發動機及其四個擺動噴管來控制，這樣彬架結構及安裝在彬架上的系統和固體發動機就成了多餘物,因而可以拋棄。第四級將有效載荷加速到預定速度後，就使第四級發動機關機並使有效載荷脫離第四級。為了使第四級和有效載荷在大氣層飛行期間免遭動壓頭的影響，在其外部套以整流罩。整流罩在第二級開始工作不久後拋棄。

閃電號運載火箭

閃電號運載火箭最早在1961年2月4日發射重達6噸多的蘇聯第七個人造衛星，考驗了前三級的工作，8天之後成功發射643.5公斤重的“金星”1號自動行星際站，翌年11月1日又成功發射“火星”1號(重893公斤)，1964一65年間又發射“探測器”1至3號。後來又發射“月球”4至14號、“金星”1至8號、幾十顆“閃電”通信衛星、“預報”衛星以及列入“宇宙”系列的軍用預警衛星等。

基本資料

閃電號運載火箭

所屬國家/組織	蘇聯/俄羅斯
研製單位	科羅廖夫設計局（OKB-1）
生產代號	8K78
起飛推力	3997.2千牛

外形和質量參數

全長	43.44米
芯級最大直徑	2.99米
起飛質量	305000千克

助推器

數量	4
發動機	RD-107-8D74K
推進劑	煤油/液氧
助推器推力	994.7千牛
工作時間	119秒

第一級

發動機	1台RD-108-8D75K
推進劑	煤油/液氧
單台推力	940.8千牛
工作時間	301秒

第二級

發動機	1台RD-0108
推進劑	煤油/液氧
單台推力	294千牛
工作時間	200秒

第三級

發動機	1台S1-5400
推進劑	煤油/液氧
單台推力	66.7千牛
工作時間	192秒

運載能力

近地軌道	6783千克
地球同步軌道	1600千克