到目前人类推力最强的巨型运载火箭!


目前回头看苏联这个红色帝国,仍然有让人叹服的地方,其能够仅仅依靠最高时候不到同时代美国45%的GDP,靠2.5亿生活在北方高纬度地区,一年中大半年都是冰天雪地的环境的国民,能和美国在全球争霸30多年仍然整体上不落下风,甚至创造了相当多的到目前为止仍然没有被超越的科技记录,只能说真是全程打了鸡血,当然也透支了国力。不过其中的一些科技产品,至今仍然为俄罗斯人带来丰富的现金收入和国际政治收益。“能源”号运载火箭,就是苏联时代研制的一种超重型运载火箭。能源号至今仍保持运载能力最强的世界纪录。该火箭是由能源科研生产联合体设计。作为重型一次性使用运载系统以及作为暴风雪号航天飞机的助推器,正常发射纬度北纬46度,能源号近地轨道运输能力为105吨货物,地球静止轨道运输能力为20吨,美国国防部对这种火箭的代号是“SL-17”。
这是一种全新结构、推力大、寿命长的运载火箭,能把100吨载荷一次性送入近地轨道。成功一次,就相当于前苏联每年送入近地轨道的有效载荷重量的三分之一。一枚能源号运载火箭的近地轨道运载能力等于五枚质子号运载能力。能源号巨型火箭的计划,起源于与美国竞争有人登月而失败的N1大火箭。N1火箭几乎全部炸在了发射架上。失败的根本原因,在于没有对手土星5号那种超大推力的大型液体发动机,而妄图用数十发小推力火箭强行拼凑成巨型火箭,结果大量小推力火箭一旦一起工作,会产生严重的共振反应,导致最后相互拆台而彻底失败。1974年开始,苏联有关方面开始了对新火箭的方案论证工作。当时正是航天飞机的热潮期,能源科研生产联合体提出了祝融星计划,计划设计一种以质子号运载火箭为基础,使用与质子号相同燃料、比质子号更大、推力更强的、采用模块化设计的火箭。

祝融星计划发射质量达到4747吨,为两级半火箭,高度88米,配有逃逸塔,低轨道运载能力200吨,地球静止轨道运载能力为36吨,可以将43吨的货物送往月球,属于直接起飞,不需要近地轨道过渡。还可以把52吨的货物送往火星。这些指标至今仍未被打破。
能源号运载火箭研发成功的关键,是研发成功了新型的大推力火箭发动机。所使用的氢氧发动机RD-0120,它的真空推力为190吨,真空比冲为454.5秒,仅次于美国338吨的RS-68、213吨的SSME、优于法国136吨的Vulcain 2。更重要的是该火箭的第一级,RD-170高压补燃循环煤油/液氧火箭发动机的研发成功,他们由动力机械科研生产联合体为了能源号运载火箭设计及生产。 发展至今,共有超过10种改进型和衍生型号,推力涵盖190吨~1000吨。是有史以来最强大的运载火箭主发动机。这种发动机及其衍生型号,就是在土星5号的发动机封存并传说图纸都被销毁以后,全球最强的一个系列的第一级火箭发动机。在某方的500吨级的自研发动机成熟可用之前,在全球没有同级别的挑战者。就连美国人也必须进口并大量储备这个系列的发动机。能源号火箭被设计用来运载暴风雪号航天飞机 载荷位于火箭的侧面而不是顶部。但是能源号同样可以执行重型卫星的发射任务。能源号火箭只执行过两次发射任务,1987年5月15日的第一次发射中,有效载荷没有正常工作,极地号与能源号成功分离后调整姿态失败,重返大气层解体。1988年11月15日进行第二次发射,能源号顺利将暴风雪号航天飞机送入预定轨道。

能源号的成功记录刚刚开始,就遇上了苏联解体,资金支持中断,仅存的一枚能源号M火箭只能存放在库房中,任灰尘覆盖,仪器老化。2002年,暴风雪号航天飞机中可以飞行的一架连同能源号火箭,因拜科努尔的厂房坍塌而被摧毁。能源号-暴风雪计划的最大遗产是RD-170系列发动机和天顶号运载火箭。其中天顶号火箭的芯级和能源号的助推器相同。 RD-170发动机衍生出的RD-180,是出口创汇的拳头产品,一台当年售价1000万美元,已经出售了100多台,是让研发他的火箭研究所和工厂存在至今的最大功臣。甚至RD-180大发动机销售已经是俄罗斯对外关系的战略级武器。