米诺陶Ⅰ/Ⅱ型运载火箭简介

米诺陶Ⅰ号是由轨道科学和美国空军合作研制的发射系统,该运载火箭基于民兵二号导弹,配备了额外的上面级和轨道电子设备和控制系统,被用来将美国政府的有效载荷发射到近地轨道。

民兵导弹实施了许多创新,包括使用固体燃料,以前的导弹和苏联洲际弹道导弹使用的是具有腐蚀性的可储存液体推进剂,一旦提前加注燃料,就会缩短导弹的保质期。此外,固体燃料火箭可以在发射订单后几分钟内发射,民兵导弹使用数字飞行控制系统,为系统提供了更高的精度和高灵活性。到1965年,800枚民兵一号导弹已经准备就绪,驻扎在美国各地的许多空军基地。

火箭整体介绍
米诺陶I型运载火箭基于民兵II号,使用民兵II号的第一和第二级,从飞马座火箭增加两个猎户座固体火箭作为第三和第四级,可以选择增加液体燃料第五级进行精确轨道注入。
总的来说,米诺陶I型火箭高19.17米,直径1.67米,起飞质量36,200 公斤。运载火箭可以将580公斤的有效载荷送入近地轨道,将 331 公斤的有效载荷送入太阳同步轨道。

米诺陶I型发射系统使用民兵II导弹的两个较低阶段,称为 M55 A1 和 SR-19。作为第三和第四阶段的是猎户座 50 XL 和猎户座 38 阶段,它们也用于飞马火箭。作为一种选择,可以添加肼辅助推进系统作为第五阶段,以提**确的喷射能力。

第一级
米诺陶I型使用 M55 A1 第一级,长 7.49米,直径 1.67米,发射质量为 23,077 公斤,包括 20,785 公斤推进剂,它使用固体 TP-H1011 推进剂。
该级配备了四个喷嘴,分别使用液压系统,喷嘴控制单元,在动力飞行期间提供三轴控制。第一阶段的总推力为 792 千牛顿,产生 262 秒的真空比冲和237秒的海平面比冲。
第一阶段燃烧 61.3 秒,使用火工系统与第二阶段分离。在第一阶段燃尽和分离的时刻,第二阶段点燃。
两个阶段通过一个 1.68 米的级间连接,该级内装有第二阶段喷嘴和阶段分离设备。

第二级
米诺陶I的第二级被称为 SR-19,其长度为 4.12米,直径为 1.33米。它的发射质量为 7,032 公斤,包括 6,237 公斤的 ANB-3066 推进剂。
SR-19 配备了一个具有高膨胀比的单个固定喷嘴,燃烧66秒,提供267.7 千牛顿的总推力,288 秒的真空比冲。第二级的俯仰和偏航控制由液体喷射推力矢量控制子系统提供。使用从侧面注入的二次流体,改变喷嘴中的高超声速流动,以产生精确控制姿态的横向推力元件。滚转控制由安装在第二级的热气推进器提供。

第二级配备了一个单独的速率陀螺单元,以提高滚转控制精度。SR-19 在使用烟火从第三级分离之前燃烧 66 秒。在级间分离和三级点火之间,实现了 2.2 秒的延迟,2-3 级间长 1.36 米。

第三级
米诺陶I型火箭的第三级是由ATK公司制造的猎户座 50 XL。
它长3.07米,直径1.28米,发射质量4,306 公斤。发动机装载3,915 公斤QDL-1 HTPB固体推进剂,压力为70 巴。

猎户座 50 XL 提供的最大推力为 194.4 千牛顿,平均推力为 158 千牛顿。第三阶段配备高膨胀喷嘴,用于真空操作。
喷嘴使用机电推力矢量控制系统进行倾斜和偏航控制,氮气冷气体姿态控制系统用于海岸阶段的侧倾控制和姿态控制,猎户座 50 XL 的燃烧时间为 71 秒。

第四级
ATK猎户座 38 固体火箭发动机是米诺陶Ⅰ型的第四级发动机,长度为 1.34米,直径为 0.97米。
当装载 872.3 公斤 QDL-1 推进剂时,它重 770.2 公斤。猎户座 38 在 45.5 巴的压力下工作,平均推力为 32.7 千牛顿,峰值为 36.9 千牛顿。

它还使用一个机电推力矢量控制系统将发动机喷嘴万向节高达 5 度,用于俯仰和偏航控制。
燃烧期间的滚转控制,无动力滑行阶段和航天器分离期间的姿态控制由氮气冷气体姿态控制系统提供。
第四级的燃烧时间为 66.8 秒,随后是无动力滑行阶段,然后是航天器分离的重新定向。

第五级(可选择)
米诺陶I型可以配备一个 HAPS (肼辅助推进系统) 作为第五级的精确轨道注入。它是一个紧凑的结构,直径为 97 厘米,长度约为 0.3米。它配备了两个球形罐,容纳肼单推进剂。每个罐容纳 36 公斤推进剂。HAPS 总共配备了三个 MR-107N 推进器 (Super HAPS 使用了 12 个发动机)。这些发动机中的每一个都提供 222 牛顿的标称推力,节气门能力为 109 至 296 牛顿。在标称节气门的情况下,三个发动机的总推力为 666 牛顿。
MR-107N 在 8.2 至 27.8 巴的推进剂供给压力和 4.2 至 11.2 巴的腔室压力下工作,产生 229 至 232 秒的真空特定比冲。根据推力设置,发动机每秒消耗 49 至 131 克燃料。它的膨胀率为 20.7。MR-107N 重 740 克,长 22 厘米,直径 6.6。它使用一个 Moog 单座阀。
通常,HAPS 执行两次燃烧,两次燃烧间隔约为半个轨道的无动力滑行阶段,以允许 HAPS 执行精确插入并优化飞行器的轨道以匹配目标参数。
该级配备了用于三轴控制的冷气体姿态控制系统。三种发动机的差速飞行也可用于推进飞行阶段的姿态机动。

米诺陶Ⅱ型亚轨道目标飞行器
米诺陶Ⅱ型火箭由 退役民兵2号导弹的 M55A1 第一级和 SR19AJ1 第二级组成。第三级根据有效载荷所需的配置而变化。

民兵II号 M57A1 作为第三级用于基本型米诺陶Ⅱ火箭,而 米诺陶II + 第三级使用 SR-73-AJ。米诺陶II Lite 是两级配置,没有第三级。也有猎户座 50XL 作为第三阶段的米诺陶Ⅱ Heavy。

基本型配置可以将 400 公斤的有效载荷推进到 4,000 公里的范围,而重型配置可以放置 1,400 公斤在 8,000 公里的轨道上。

