宇宙神-5運載火箭介紹_宇宙神-5運載火箭性能數(shù)據(jù)

宇宙神5系列運載火箭包括400系列和500系列，共14個型號。宇宙神5運載火箭采用兩級或兩級半結(jié)構(gòu)，每種型號使用的公用模塊是：3.81m直徑的宇宙神公用芯級和3.05m直徑的半人馬座上面級。宇宙神公用芯級使用1臺RD-180液氧煤油發(fā)動機，這種發(fā)動機采用分級燃燒循環(huán)、雙燃燒室，具有47%，100%的節(jié)流能力，無節(jié)流工作時的真空推力達到422t，真空比沖為3304m/s。半人馬座上面級使用1臺或2臺普拉特·惠特尼公司的RL10A-4-2液氫液氧發(fā)動機，它的真空推力達到10t/臺，比沖為4415m/s。

命名規(guī)則

宇宙神5系列運載火箭包括400系列和500系列，共14個型號。另外，洛克希德·馬丁公司還準備研制宇宙神SH(重型)運載火箭。每種宇宙神5運載火箭的命名規(guī)則是：

宇宙神5abc。a用4或5標注，分別表示4m或5m直徑的整流罩；b用0-5標注，表示公用芯級捆綁的固體助推器數(shù)量；c用1或2標注，表示半人馬座上面級發(fā)動機的數(shù)量。

宇宙神5運載火箭采用兩級或兩級半結(jié)構(gòu)，每種型號使用的公用模塊是：3.81m直徑的宇宙神公用芯級和3.05m直徑的半人馬座上面級。宇宙神公用芯級使用1臺RD-180液氧煤油發(fā)動機，這種發(fā)動機采用分級燃燒循環(huán)、雙燃燒室，具有47%，100%的節(jié)流能力，無節(jié)流工作時的真空推力達到422t，真空比沖為3304m/s。半人馬座上面級使用1臺或2臺普拉特·惠特尼公司的RL10A-4-2液氫液氧發(fā)動機，它的真空推力達到10t/臺，比沖為4415m/s。

2013年10月11日，聯(lián)合發(fā)射同盟（ULA）開始著手起豎吊裝用于執(zhí)行NASA的火星大氣與揮發(fā)演化(MAVEN)探測器發(fā)射任務(wù)的“宇宙神”-5運載火箭。該火箭將于2013年11月執(zhí)行發(fā)射任務(wù)，發(fā)射后，MAVEN火星探測器將歷經(jīng)10個月的飛行時間進入繞火星軌道，以破譯火星這個紅色星球空氣越來越稀薄的原因。

“宇宙神"-5運載火箭第1級段由1臺可提供3823kN推力的RD-180發(fā)動機提供動力，是火箭的通用芯級。它的貯箱可容納189m3液氧和94.6m3RP-1燃料，其中，RP-1燃料由煤油高度精煉形成，可支持RD-180發(fā)動機到達上層大氣層前的4min工作。

火星探測器需要在行星正確排列時進行發(fā)射，如果錯過了2013年的發(fā)射日期，MAVEN火星探測器最早要推遲到2016年才能發(fā)射。這個耗資6.7億美元的火星探測器將于2014年9月進入火星大氣最外層的橢圓軌道，采樣分析火星的組成，測量其對太陽活動刺激的響應(yīng)。科學(xué)家們希望MAVEN火星探測器能夠探測到火星從一個溫暖的、充滿大氣并且有水的星球變成貧瘠星球的原因。

背景介紹

洛馬公司于1999年2月5日宣布其根據(jù)使用公共助推級研制的新型火箭將命名為宇宙神一5運載火箭。目前，洛馬公司和美國空軍共同出資研制一個新型、高效和低成本的火箭系列。這種新型火箭將用于商業(yè)發(fā)射和美國政府的發(fā)射任務(wù)。除了能夠滿足日益增長的地球同步軌道衛(wèi)星的發(fā)射需求之外，它還能滿足近期將要發(fā)射的一系列大型商業(yè)衛(wèi)星群的發(fā)射任務(wù)。

根據(jù)與美國空軍簽訂的合同，洛馬公司研制一個新型火箭系列，并在2001提供發(fā)射服氛務(wù)。美國空軍希望這種新型火箭系列能夠替代目前使用的“德爾他”、“宇宙神”和“大力神”系列運載火箭，以用于美國政府載荷的發(fā)射以及商業(yè)有效載荷的發(fā)射服務(wù)。宇宙神一5運載火箭能夠從卡納維拉爾角和范登堡空軍基地發(fā)射。洛馬公司官員稱宇宙神一5系列運載火箭能夠滿足目前衛(wèi)星工業(yè)的所有要求，即能夠滿足目前衛(wèi)星重量和體積不斷增長的趨勢要求。

宇宙神5的首次發(fā)射是在2002年8月21日，當(dāng)時，宇宙神5401運載火箭搭載著Eutelsat Hot Bird 6衛(wèi)星從卡納維拉爾角成功發(fā)射升空。至2007年10月，宇宙神5共進行了11次發(fā)射。宇宙神5火箭在美國深空探測計劃中承擔(dān)著運載任務(wù)。2006年1月，宇宙神5成功地發(fā)射了新地平線冥王星探測器，2008年還計劃發(fā)射月球坑觀測和傳感衛(wèi)星。

發(fā)射升空

2018年3月2日1點02分，這枚為聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司(United Launch Alliance)所有的火箭從卡納維拉爾角發(fā)射場發(fā)射。

搭載美國新的GOES-S氣象衛(wèi)星的“宇宙神”-5(Atlas V)運載火箭在佛羅里達州發(fā)射升空，美國國家航空航天局(NASA)在轉(zhuǎn)播發(fā)射。火箭第一級裝備了俄羅斯PD-180火箭發(fā)動機，并于發(fā)射3分鐘后正常分離。

結(jié)構(gòu)構(gòu)成

宇宙神一5運載火箭有幾種基本結(jié)構(gòu)，它對該公司目前正在研制的宇宙神一3運載火箭進行了重大改進，同時它也采用了模塊化的設(shè)計思想，其基本模塊包括：

直徑為3.8m高27m采用RD-180發(fā)動機的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的公共助推級，它還為固體助推器提供了固定夾具，以提高其性能；

“半人馬座”上面級將使用一臺或兩臺RL-10發(fā)動機；

標準化的、經(jīng)過飛行驗證的“宇宙神”運載火箭的有效載荷整流罩，以及現(xiàn)有的或類似的有效載荷連接器和硬件；

新的大型有效載荷整流罩，其直徑為5.4m，以便容納將來利用大型宇宙神-5和其它允中型運載火箭發(fā)射的有效載荷。

基本的宇宙神一5中型運載火箭結(jié)構(gòu)使用公共助推級、為宇宙神一3B研制的“半人馬座”上面級、標準的有效載荷整流罩，以及宇宙神-2和將來宇宙神-3采用的接口。這種運載火箭的地球同步轉(zhuǎn)移軌道的運載能力5000kg。

大型宇宙神一5運載火箭的結(jié)構(gòu)采用3個公共助推級，公共的“半人馬座”上面級將安裝在位于中心的公共助推級上，它將采用直徑為5.4m的復(fù)合材料整流罩大型宇宙神一5運載火箭能夠?qū)?500kg的有效載荷直接送入地球同步軌道，其地球同步轉(zhuǎn)移軌道的運載能力為13000kg。

優(yōu)勢特點

洛馬公司官員稱宇宙神一5系列運載火箭使用了先進的設(shè)計方法、材料和處理工藝，從而使得它具有較高的性能，并將大幅度地提高可靠性，同時降低成本由于使用了標準的部件，這種宇宙神一5運載火箭可以為各種大、中型有效載荷提供發(fā)射服務(wù)此外，由于宇宙神一5運載火箭與先前的“宇宙神”和“大力神”運載火箭相比具有更高操作效率，因此它能大幅度地減少每次發(fā)射所需的操作和準備時間，從而使得發(fā)射安排更具靈活性另外，宇宙神一5運載火箭將由新的硬件和即將由現(xiàn)有火箭進行驗證的部件組成例如，使用液氧和煤油作推進劑的RD-180發(fā)動機將由宇宙神一3運載火箭在宇宙神一5投入使用的前兩年進行飛行驗證，RD-180發(fā)動機將用于公共助推級中。到目前為止，共有13臺RD-180發(fā)動機進行了點火試驗，試驗時間長達12500s，這個時間相當(dāng)于宇宙神一5運載火箭進行55次發(fā)射時的RD-180發(fā)動機工作時間的總和。

公共“半人馬座”上面級使用液氧和液氫作推進劑，通過使用一臺或兩臺RL-10發(fā)動機可以使其具有不同的運載能九新型“半人馬座”上面級將在宇宙神一5運載火箭投入使用前一年在宇宙神一3運載火箭中進行驗證飛行。