宇宙神-3A運載火箭

宇宙神-3A運載火箭

"宇宙神"-Ⅲ運載火箭是美國洛馬公司為提高商業發射市場競爭力和可靠性、降低發射成本,於90年代後期開始研製的新型運載火箭,最初曾稱為"宇宙神"-ⅡAR,1998年正式命名為"宇宙神"-Ⅲ。

基本信息

簡介

宇宙神-3A運載火箭宇宙神-3A運載火箭

宇宙神"-Ⅲ由以RD-180液體發動機為核心的"宇宙神"主級、改裝的"半人馬座"上面級、慣性制導系統、整流罩等主要部分組成,採用無毒的液氧/煤油和液氫/液氧為推進劑,地球轉移軌道(GTO)的運載能力為3700~4500千克。
"宇宙神"-Ⅲ火箭目前有兩種型號,即"宇宙神"-ⅢA和"宇宙神"-ⅢB。兩種型號的區別在於ⅢA型使用RL10A-4-1單發動機"半人馬座"上面級,而ⅢB型的上面級使用加長貯箱,並可選用一個或兩個RL10A-4-2發動機。
"宇宙神"-Ⅲ火箭的發射計畫和服務由國際發射服務公司(ILS)承擔,年發射率可達8次。

技術特點

"宇宙神"-Ⅲ火箭是主要用於地球同步轉移軌道商業發射服務的中型液體運載火箭
"宇宙神"-Ⅲ火箭使用的RD-180發動機是美國首台推力可調的液氧/煤油大推力發動機,發動機的推力可以通過預定的飛行程式控制進行調節。在飛行過程中,當火箭達跨音速區或最高動力壓力峰值範圍時,發動機可根據預定程式減小推力,從而減小火箭受到的氣動載荷,最大地最佳化火箭的性能。在實際飛行中,火箭起飛2分鐘並且軸向加速度達4g時,發動機進行推力調節,然後使火箭保持5.5g,起飛後3分鐘主級停止工作並與"半人馬座"分離。RD-180在上升段進行不同推力的調節,還能保持有效載荷的飛行環境與宇宙神-Ⅱ的一致。RD-180是由俄羅斯動力機械科研生產聯合體與美國普惠公司共同製造的,它是在俄羅斯"天頂號"運載火箭的高壓補燃4推力室RD-170發動機的基礎上改進而來的2推力室發動機,商業"宇宙神"-Ⅲ火箭所用的RD-180將在俄羅斯製造。
"宇宙神"-Ⅲ火箭有極高的可靠性。推進系統僅由大推力的"宇宙神"主級和"半人馬座"上面級等二級組成,部件少、結構簡單,只進行一次級間分離,有利於提高火箭的可靠性。主級所用的RD-180發動機有極高的可靠性,飛行前在地面已進行了20000秒的累積點火試驗,點火試驗時間相當於"宇宙神"-Ⅲ火箭100多次飛行時間的總和。高可靠性的發動機將充分保證"宇宙神"-Ⅲ火箭的可靠性。
"宇宙神"-ⅢA火箭使用的"半人馬座"上面級以液氫/液氧為推進劑,使用渦輪泵系統和一個RL10A-4-1發動機,並採用機電作動的推力向量控制系統。
"宇宙神"-Ⅲ火箭的主級和上面級都採用壓力穩定的貯箱設計。通過位於儀器艙的慣導系統(INU)實現"宇宙神"主級和"半人馬座"上面級的制導,並對箱壓力、推進劑的使用進行控制。

性能數據

型號"宇宙神"-ⅢA
全長52.8米
直徑3.05米
起飛質量220.64噸
芯級+捆綁級數2+0
芯級"宇宙神"主級+"半人馬座"上面級
地球同步轉移軌道運載能力4037千克
首次飛行2000年
發射場卡納維拉爾角36B設施
計畫發射率"宇宙神"-ⅢA和ⅢB共6~8次/年

主要性能

項目主級ⅢA型上面級
級名稱"宇宙神""半人馬座"
全長28.5米10.1米
直徑3.05米3.05米
淨質量13.725噸1.905噸
推進劑液氧/煤油(RP-1)液氫/液氧
推進劑質量181.90噸16.805噸
發動機型號RD-180RL10A-4-1
發動機數量1台(2推力室)1台
平均推力
真空4142千牛1.gif99.2千牛
海平面3820千牛1.gif
比沖
真空311秒451秒
海平面337.8秒
燃燒室壓力25.745兆帕3.21兆帕
節流能力50%~100%只100%
膨脹比36.4∶1100∶1
混合比2.6∶15.5∶1
推重比8060.3
常平架能力±8度±4度
燃燒時間180秒770秒
多次啟動能力無多次

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