東方號系列運載火箭

東方號系列運載火箭

東方號系列運載火箭,是世界上第一個運載火箭系列,包括衛星號、月球號、東方號、上升號、閃電號、聯盟號、進步號等型號,後四種火箭又構成聯盟號子系列火箭。它創造了多個世界第一:發射了第一顆人造衛星,第一顆月球探測器,第一顆金星探測器,第一顆火星探測器,第一艘載人飛船,第一艘無人載貨飛船進步號等。它也是世界上發射次數最多的運載火箭系列。其中聯盟號是東方號的一個子系列,主要發射聯盟號載人飛船、進步號載貨飛船。

基本信息

概述

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
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

“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。

性能參數

東方號運載火箭東方號運載火箭
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。

衍生型號

(1)衛星號

衛星號是東方號系列的第一種型號,是在P-7洲際彈道飛彈的基礎上改進而來的。它奠定了前蘇聯航天運載工具發展的基礎。該火箭由芯級火箭和4台側掛助推火箭並聯捆綁而成,全長29.17米,最大直徑10.3米,起飛重量267噸,低地軌道有效載荷能力1327千克。為了控制航向,火箭另外安裝了12台可擺動的小型遊動發動機。火箭發射時,5台發動機同時點火工作。飛行中,4台助推火箭先行熄火分離,芯級發動機繼續工作,直到把衛星送入軌道。衛星號火箭成功發射了3顆人造衛星。1957年10月4日它成功地發射了世界上第一顆人造地球衛星。以衛星號為基礎,加上不同的上面級,就構成了東方號系列中的其它型號
(2)月球號

月球號是東方號系列的第二種型號,因發射月球號探測器而得名。它是世界上第一種發射月球探測器的火箭,因而也是第一種達到第二宇宙速度的運載火箭。它是在衛星號的基礎上增加一個上面級改型而成的,全長33.5米,最大直徑10.3米,環月軌道運載能力為360千克。它主要用於發射月球號探測器,1958年5月1日首次發射失敗,次年1月2日首次成功地把月球1號探測器送入離月球最近距離為5000千米的日心軌道,成為第一顆人造行星。1959年9月12日,它又將月球2號探測器送到月球,首次實現月球表面硬著陸。
(3)東方號

東方號運載火箭東方號運載火箭
東方號是世界上第一種載人航天運載火箭,因發射東方號飛船而得名。它由衛星號和月球號發展而來,主要是提高了第一級的推進劑加注量和第二級的性能。東方號火箭全長38.4米,最大直徑10.3米,低地軌道運載能力為4730千克,太陽同步軌道運載能力為1150千克。發射時,芯級火箭發動機和4台助推火箭發動機同時點火。大約兩分種後,助推火箭分離脫落,主火箭繼續工作兩分多鐘後,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。1960年5月15日,東方號首次成功地進行了不載人衛星式飛船的發射。1961年4月12日,東方號成功發射了第一艘載人飛船,將太空人加加林送入太空,開創了載人航天的新紀元。到1963年6月16日,它共發射6艘載人飛船。其後,東方號主要用於發射偵察氣象地球資源衛星等。到1988年12月它共發射149次,失敗3次。
東方號曾發生過兩次嚴重的爆炸事故,造成215人喪生的慘劇。1960年10月24日,東方號在拜科努爾發射場41號發射台準備發射月球探測器時發生爆炸,前蘇聯國防部副部長、火箭部隊司令涅傑林元帥以及在場的工程技術人員總計165人全部喪生。1980年3月18日,東方號在普列謝茨克發射場的發射台上加注推進劑並進行最後測試時再次發生爆炸,造成50名士兵死亡。
(4)聯盟號

聯盟號是一種多用途兩級運載火箭,因發射聯盟號載人飛船而得名。它是在東方號的基礎上發展起來的,全長49.5米,最大直徑10.3米,起飛重量310噸,低地軌道運載能力為7200千克。聯盟號1963年11月16日首次成功地將一顆照相偵察衛星送入軌道,至今發射次數已超過1000次。聯盟號火箭使用頻繁,原來每年大約要發射40次,主要用於發射軍用偵察衛星、載人或不載人的聯盟號飛船和進步號無人貨運飛船,目前仍在使用之中。它近來還由斯達西姆公司向西方國家推銷,用於進行商業發射,包括發射“全球星”移動通信衛星系統的多顆衛星。

(5)閃電號

閃電號是東方號系列中的第一個三級型號,也是發射世界上第一顆金星探測器及第一顆火星探測器的運載火箭。閃電號由兩級的聯盟號增加一級上面級構成,並因於1965年4月發射閃電號通信衛星而得名,現已成為三級聯盟號火箭的代稱。閃電號全長43.3米,芯級最大直徑10.3米,起飛重量300噸,運載能力為:閃電號衛星1600千克(近地點400千米,遠地點40000千米);預報號衛星900千克(近地點200千米,遠地點200000千米);月球探測器1620千克;金星探測器1180千克;水星探測器950千克。閃電號第一、二次發射均告失敗。它曾於1961年2月4日成功發射了前蘇聯第7顆人造衛星,創造了當時低地軌道6483千克的運載能力世界紀錄。1961年2月12日它成功發射了世界上第一顆金星探測器;1962年11月1日它又成功發射了世界上第一顆火星探測器。閃電號主要用於發射各種空間探測器、閃電號通信衛星和預警衛星等,曾發射了7顆金星號、10顆月球號和1顆火星號探測器。

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