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Atlas V【航天科普3】

2021-06-26 23:12 作者:ASPT-航天科普小组  | 我要投稿

宇宙之神,深空之骑。近可绕明月,远可掠冥王。


全文共11216有效字符。

Atlas V的研发背景

为了满足USAF(美国空军,United States Air Force)的NSSL(国家安全航天发射计划,National Security Space Launch)招标计划,洛克希德·马丁公司推出了自己基于Atlas II的新产品——Atlas V运载火箭,而对手波音推出了Delta IV运载火箭。最后,USAF授予了波音其中的大头,共19次发射任务(全单一共28单),而洛克希德·马丁只获得了9次发射任务。


历史悠久,家族产业

Atlas,一款屹立在军事和航天工业60多年的家族,至今仍发挥着炙热的光芒。1957年,Atlas A登上世界舞台(不考虑RTV-A-2 HiRoc),在美国军方的ICBM(Intercontinental Ballistic Missile,洲际弹道导弹)领域占据了一席之地。

Atlas 11A  发射失败  卡纳维拉尔角LC-12工位发射  UTC 1958.02.20 17:46  失败

但早期的Atlas成功率简直不要太爆炸,以下是早期版本(ICBM)的Atlas成功率:


Atlas A【ICBM样机】:共08次发射,成功03次,部分成功01次,完全成功率37.5%

Atlas B【ICBM样机】:共10次发射,成功06次,部分成功01次,完全成功率60%

Atlas C【ICBM样机】:共06次发射,成功03次,部分成功02次,完全成功率50%

Atlas D【ICBM】:共135次发射,成功103次,完全成功率76.3%

Atlas E/F【ICBM】:共65次发射,成功56次,完全成功率86.4%

Atlas G【ICBM】:共7次发射,成功5次,完全成功率71.4%

……


这里就不再一一列举了,若大家感兴趣可以另开关于早期Atlas的专栏。

延续ICBM血统,Atlas相继推出了Able(艾布尔)、Agena(阿金纳)、Centaur(半人马)上面级的多级版Atlas运载火箭,其中Able版本最先被淘汰(1960年),然后是Agena(1978年),最后才是Centaur版本(2004年),随后的1991年,Atlas迎来了一次重大更新——Atlas II,但最大的换血是在2000年……

Atlas II - USA-138(UHF F8)  成功

2000年,一枚经过“大换血”的运载火箭升空,它为Atlas V的各个方面奠定了基础,没错,就是Atlas III。它的一级更换为了俄罗斯产的RD-180火箭发动机,而二级使用了大名鼎鼎的RL10A系列发动机。

Atlas III首飞  成功

2005年,所有的Atlas III停飞,将家族的舞台交给了Atlas V……


首次发射

UTC  2002.08.21  22:05,Atlas V成功起飞,在顺利完成首飞的同时,它也成为了为数不多的,首飞出现问题和不足极少的运载火箭。

Atlas V 401成功发射,将3.9t的Hot BiRD 6送入315*45863km 17.82°的HPGTO轨道【ULA称SSTO(超地球同步转移轨道)为HPGTO,两者仅称呼有差别,但表意是相同的,本文均将SSTO称之为HPGTO】

命名规则

宇宙神五的命名规则为Atlas V XXX。

第一个X:【可选N45】代表整流罩的直径,N(No)代表无整流罩,用于Starliner载人飞船的发射任务,4代表4.2m直径的Atlas V整流罩,5代表5.4m直径的Atlas整流罩。

第二个X:【可选0-5间的任意整数】代表助推的数量。

第三个X:【可选12】代表二级RL10C-1(-1)发动机的数量,1代表的是Centaur SEC,2代表的是Centaur DEC。


Atlas V 401

【Slick Atlas-灵巧宇宙神 4.2m整流罩版】

Atlas V 401 Slick Atlas-灵巧宇宙神 4m整流罩版  NROL-33 Mission  SLC-41

小型低能量的深空探测器最爱,也是发射价最便宜的一款Atlas V。也是Atlas V家族中发射次数最多,唯一出现部分失败(一次)的Atlas V的子版本运载火箭。Atlas V 401发射过众多探测器,其中就有LRO/LCROSS(Lunar Reconnaissance Orbiter,月球侦查轨道器/Lunar Crater Observation and Sensing Satellite,月球坑观测和遥感卫星)、MROMars Reconnaissance Orbiter,火星侦查轨道器)等一票著名的“深空使者”。

Lunar Reconnaissance Orbiter,月球侦查轨道器,2009年开始科学研究,至今任务仍在继续,并拍下众多月球着陆器的着陆点影像
Lunar Crater Observation and Sensing Satellite/Centaur SEC,月球坑观测和遥感卫星/半人马单引擎版组合体,2009年10月9日任务结束
Mars Reconnaissance Orbiter,火星侦查轨道器

由于Atlas V 401使用了较小的4.2m直径整流罩,所以它并不是Atlas V家族中运力最小的,Atlas V家族中运力最小的是Atlas V 501,这个我们过会再讨论。

Atlas V 401基本数据如下:【4.2m diameter short Fairing】

箭长:57.3m

空载起飞重量:333.32t

LEO【200km,28.7°】运力:9.8t

GTO【185*35786km,27°】运力:4.75t

GEO【35786km,0°】运力:N/A

TLI【C3: -2km²/sec²】运力:3.16t


Atlas V 501

【Slick Atlas-灵巧宇宙神 5.4m整流罩版】

Atlas V 501 Slick Atlas-灵巧宇宙神 5m整流罩版  USSF-7 Mission  SLC-41

有些载荷体积大,质量却不大。例如X-37B,虽然最大质量只有4.99t,但需要Atlas V的5.4m直径整流罩才能满足相对较大的整流罩包络需求。虽然整流罩空间变大了,但较大的整流罩和迎风面带来的就是运力的下降,使其成为了Atlas V家族中运力最小的一个子构型。

Atlas V 501基本数据如下:【5.4m diameter short Fairing】

箭长:59.7m

空载起飞重量:337.29t

LEO【200km,28.7°】运力:8.21t

GTO【185*35786km,27°】运力:3.78t

GEO【35786km,0°】运力:N/A

TLI【C3: -2km²/sec²】运力:2.21t



WARNING  强迫症谨慎继续阅读


Atlas V 411

【Slider-滑行者 4.2m整流罩版】

Atlas V 411 Slider-滑行者 4.2m整流罩版  Solar Orbiter Mission  SLC-41

无助推的Atlas V有着一个致命的缺点——起飞推重比过低。一个空载的Atlas V 401全重333.32t,而RD-180可以提供的起飞推力为390.2t,其空载起飞推重比也只有1.17,较低的推重比就代表着需要消耗更多的时间来入轨,需要更多的能量来克服重力,也就是我们常说的——重力损耗较大,而重力损耗直接影响着运载火箭的运载能力。通过比较可以看出,虽然起飞质量只增加了40.8t,但Atlas V 401的LEO(200km 28.7°)运载比从2.40%增加到了Atlas V 411的3.11%(Atlas V 501的200km 28.7° LEO运载比从2.38%增加到了Atlas V 511的2.90%)

这种情况在ULA生产的火箭似乎有“遗传”的现象——Vulcan No SRB和Vulcan 2 SRBs之间也明显存在着这个问题。Vulcan No SRB甚至需要减少一级推进剂的加注量来维持一定推重比的起飞,如果大家对Vulcan有兴趣我们可以另开专栏介绍。

Atlas V 411基本数据如下:【4.2m diameter short Fairing】

箭长:57.3m

空载起飞重量:374.12t

LEO【200km,28.7°】运力:12.03t

GTO【185*35786km,27°】运力:5.95t

GEO【35786km,0°】运力:1.935t

TLI【C3: -2km²/sec²】运力:4.09t


Atlas V 511

【Slider-滑行者 5.4m整流罩版】

此型号暂未进行过飞行,因为处在此运力段的载荷实在是太少了,但好消息是,在2021年的USSF-8任务,我们就可以看到这一构型的首飞,目前该飞行任务的所有运载火箭模块均已进场。

正在运输的Atlas V的一级和二级,两者将会用于USSF-8 Mission

Atlas V 511基本数据如下:【5.4m diameter short Fairing】

箭长:59.7m

空载起飞重量:378.09t

LEO【200km,28.7°】运力:11t

GTO【185*35786km,27°】运力:5.25t

GEO【35786km,0°】运力:N/A

TLI【C3: -2km²/sec²】运力:3.4t


Atlas V 421

【Sprinter-短跑者 4.2m整流罩版】

Atlas V 421 Sprinter-短跑者 4.2m整流罩版  MMS Mission  SLC-41

Atlas V 421是一款从未打过低轨道的运载火箭。Atlas V 421共发射过七次,其中有两次是HPGTO,一次是HEO(Highly elliptical orbit,高椭圆轨道),四次是GTO。且由于较大的运力,4.2m短板整流罩已经不太足够使用,所以这些任务中有相当一部分使用了中版整流罩。

Atlas V 421基本数据如下:【4.2m diameter Medium Fairing】

箭长:58.2m

空载起飞重量:414.92t

LEO【200km,28.7°】运力:13.6t

GTO【185*35786km,27°】运力:6.89t

GEO【35786km,0°】运力:2.48t

TLI【C3: -2km²/sec²】运力:4.83t


Atlas V 521

【Sprinter-短跑者 5.4m整流罩版】

Atlas V 521 Sprinter-短跑者 5.4m整流罩版  Rainbow-1 Mission  SLC-41

Atlas V 521截止目前只发射过两次,且均为商业订单(Rainbow-1和AMC-16)

Atlas V 521基本数据如下:【5.4m diameter short Fairing】

箭长:59.7m

空载起飞重量:429.81t

LEO【200km,28.7°】运力:13.5t

GTO【185*35786km,27°】运力:6.48t

GEO【35786km,0°】运力:2.54t

TLI【C3: -2km²/sec²】运力:4.36t


Atlas V N22

Atlas V N22  OFT-1 Mission  SLC-41

作为Starliner的专属座驾,Atlas V N22不会执行其他任何常规任务。Atlas V N22由Atlas V 421衍生而来,二级在原有的基础上增加了一台发动机,二级也随即演变成了Centaur DEC。二级双引擎的加持,使Centaur有了足够的推力让Starliner进入轨道。

但在Starliner的2019年12月的OFT-1任务失败了,其原因发生在飞船而不是火箭,ULA方面表示:火箭没有任何的问题并完成了自己的使命。

Atlas V N22数据:LEO【407km,51.8°】运力:13.25t


Atlas V 431

【Thunderer-短跑者 4.2m整流罩版】

Atlas V 431 Thunderer-短跑者 4.2m整流罩版  EchoStar XIX Mission  SLC-41 

最!鸡!肋!没错,Atlas V 431是Atlas V家族中最为鸡肋的构型。运力其实真不小,入轨精度差不了,不好用就没得跑。15多吨的LEO运载能力、7吨多的GTO运载能力十分强悍,但是4.2m直径的整流罩基本束缚“死”了这枚运载火箭,即使是使用了加长版的4.2m整流罩也无济于事,可以想象一下谁会用个4.2m直径的整流罩去打大型GEO通讯卫星……运力大罩子小的问题十分突出,隔壁家的猎鹰九号就是个“典范”。

那这种火箭可以打大大小小的深空探测器吧?哎巧了,它就是没打过探测器,只执行过3次HPGTO任务……

Atlas V 421基本数据如下:【4.2m diameter Long Fairing】

箭长:59.1m

空载起飞重量:461.18t

LEO【200km,28.7°】运力:15.26t

GTO【185*35786km,27°】运力:7.7t

GEO【35786km,0°】运力:2.82t

TLI【C3: -2km²/sec²】运力:5.43t


Atlas V 531

【Thunderer-短跑者 5.4m整流罩版】

Atlas V 531 Thunderer-短跑者 5.4m整流罩版  NROL-101 Mission  SLC-41

Atlas V 531构型共发射过4次,除最近的一次Atlas V 531-GEM-63  NROL-101任务外,其他三次都是美国AEHF军用通讯卫星的发射。与Atlas V 431相比,Atlas V 531最大的优势就是大罩子,大整流罩对于载荷来讲实在是太香了,也便不拥挤在狭窄的小罩子内。

Atlas V 531基本数据如下:【5.4m diameter short Fairing】

箭长:59.7m

空载起飞重量:476.07t

LEO【200km,28.7°】运力:15.53t

GTO【185*35786km,27°】运力:7.45t

GEO【35786km,0°】运力:3.08t

TLI【C3: -2km²/sec²】运力:5.12t


Atlas V 541

【Beast-野兽】

Atlas V 541 Beast-野兽  MARS-2020 Mission  SLC-41

Atlas V 541基本数据如下:【5.4m diameter short Fairing】

箭长:59.7m

空载起飞重量:522.33t

LEO【200km,28.7°】运力:17.41t

GTO【185*35786km,27°】运力:8.29t

GEO【35786km,0°】运力:3.53t

TLI【C3: -2km²/sec²】运力:5.8t


Atlas V 551

【Bruiser-拳击手】

Atlas V 551 Bruiser-拳击手  AEHF-6 Mission  SLC-41

作为Atlas V家族的“老大哥”,拥有家族中最强的性能和最足的整流罩空间。它送过两个著名的高能量需求探测器,New Horizons(新视野号,额外加装Star 48B发射)和Juno(朱诺号)

New Horizons,新视野号飞掠渲染图
Juno,朱诺号环绕渲染图

Atlas V 551基本数据如下:【5.4m diameter short Fairing】

箭长:59.7m

空载起飞重量:568.59t

LEO【200km,28.7°】运力:18.85t

GTO【185*35786km,27°】运力:8.9t

GEO【35786km,0°】运力:3.85t

TLI【C3: -2km²/sec²】运力:6.33t


美国箭上的毛子发动机

既然大家都说“发动机是火箭的心脏”,那么这款美国运载火箭的一级的的确确是“毛子心”。

Atlas V 501  USSF-7 Mission  图为RD180工作时的状态

起初,Atlas家族使用的并不是RD-180发动机,而是正宗美国产的MA推进系统家族。除MA-0外,其他所有MA推进系统都采用了“半空分离”的操作(因为MA-0没有中间那一台的发动机)

MA家族的使用图
MA-0推进系统
MA-1推进系统
MA-2推进系统
MA-3推进系统
MA-5推进系统

到了Atlas II,MA推进系统家族时日不多,到了Atlas III,MA家族退出了Atlas的舞台,而是另一位“强悍”的外国机——RD-180。

1998年11月4日,NASA在马歇尔航天飞行中心(MSFC)成功地测试了RD-180

RD-180是一款由RD-171改装而来的大推力液氧煤油发动机(简单讲可以看做砍掉一半)。采用富氧分级燃烧循环,单涡轮泵双燃烧室设计。两喷管均可泵后双摆,从而提供强大的方向控制能力。

RD-180的主要结构简化图

RD-180曾被称为“一代神机”,RD-170/171推力太大太暴力,而RD-180恰到好处,高室压、高节流能力即使放到现在也十分优秀,这给Atlas III极大的优势,但由于Atlas III相对比较轻,所以RD-180在起飞时就要执行节流的操作。

RD-180数据如下:

推力(sl):390t【3.83MN】

推力(vac):423t【4.15MN】

最大推力推重比:78.44

比冲(sl):311s【3.05km/s】

比冲(vac):338s【3.31km/s】

单机质量:5480kg

Atlas V常规任务中的燃烧时间:~270s

最小节流:47%

燃烧室压力:267bar【26.7MPa】

燃烧室个数:2

混合比:2.72【73%氧化剂,27%燃料


但RD-180对于Atlas V就较为合适了。相较于Atlas III,Atlas V有着更大的体量,更适合RD-180这种大推力发动机。有着RD-180优秀的TVC(Thrust Vector Control,推力矢量控制)系统,AJ-60A和GEM-63固体助推器不需要加装TVC,节省了制造的步骤。

"The motor nozzle is fixed at a 3-degree cant but it can be upgraded with a flexseal TVC for steering."          ——Aerojet Rocketdyne 2013(现属Lockheed Martin)

“AJ-60A固体助推器的喷管固定为朝向简体外侧3度,但AJ-60A也可升级加装柔性喷管TVC用于矢量操作。”

也就是说,AJ-60A给ULA的货是没有TVC的,但是洛克达因表示AJ-60A可以加装柔性喷管TVC用于矢量操作,洛克达因还表示,如果可能的话,AJ-60A还可以用于其他运载火箭或者导弹上。

RD-180是工作时间较长的液氧煤油发动机之一。在Atlas V的飞行中,RD-180一般要工作~270s,也就是4分30秒,这要比梅林(Starlink发射一级的梅林工作时间约为157s)、RD-170(能源号发射约为150s)等发动机的工作时间长的多,RD-180的工作时间甚至接近它们的2倍,由此使“狗腿机动”能力大大加强。这也使原本只有1s的窗口提升到30分钟(ULA宣传)

由于拥有非常强的狗腿机动能力,所以OA-4(Orbital ATK CRS-4/Cygnus CRS OA-4)窗口期可以延长至30min

但RD-180也从之前美国的“宝贝疙瘩”到了扔也不合适,留也不合适的地步。RD-180的对美报价也水涨船高,飙至最近的2300w美元,性价比在美国已经说“拜拜”了。但由于Starliner没有做好与Vulcan之间的适配,所以很难在规划的时间表内,在Atlas V计划退役的时间内让Vulcan成功发射Starliner,这也代表着Atlas V不得不进行延寿。

你多久后才能飞起来……

根据现有的计划,Atlas V甚至最晚要到约2028年才能退役,但这可能代表着现有的RD-180库存可能不足,需要再向俄罗斯的NPO Energomash进行购买(此前共购买了101个RD-180发动机),但此时不与往日相同,之前1000w美元一台的RD-180现在的身价已经到了至少2300w美元一台。


古铜色美学——Atlas Booster

作者注:由于在Wikipedia及其附属材料和ULA Atlas V PDF中分别拿到了两种不同的对Atlas V一级的称呼:CCB(Common Core Booster,通用助推核心,出自Wikipedia及附属材料)和AB(Atlas Booster,宇宙神推进级,出自ULA Atlas V PDF),为了统一称呼和方便理解,本文章采用出自ULA官方的说法,使用Atlas Booster这个称呼,若其它文章使用CCB等称呼也勿见怪。

其实Atlas Booster并不是一开始就是古铜色“皮肤”,放的时间越久,古铜色就格外明显。在这个图片中也可以看到,在工厂内的Atlas Booster没有送到卡纳维拉尔的Atlas Booster的颜色那么深。

在ULA工厂内已经放了一段时间的Atlas Booster

与5.4m的大整流罩相比,Atlas Booster确实看起来很小,但事实上,它要比Falcon 9的一级还要粗,其直径达到了3.81m(Falcon 9一级为3.66m)

Atlas V 541  MARS-2020 Mission  Atlas Booster进场

Atlas Booster绝大多数构件由铝合金制造而成,且得益于结构的优化,所以你仅需16个主构件就可以组装一个Atlas Booster (相比之下,Atlas 2AS采用了100多个主构件)

Atlas Booster主要包括推进剂贮箱、后过渡结构和发动机热防护罩。 推进剂贮箱包括液氧箱和煤油箱。两箱体结构均由铝制栅格板制成。箱间段同样由铝制栅格板制成。

Atlas Booster的铝制栅格板,图为铝制栅格板内部的Isogrid(等栅格)结构

Atlas Booster采用经典的上液氧下煤油的设计,将煤油储箱放在下,液氧储箱放在上。两者通过中间的箱间段相连。液氧输送管道从级间段探出并沿储箱外壁铺设,而电子设备舱沿用了Atlas历来的传统设计,采用侧帖式结构,电子管线与之同位,发动机舱也有相应的开口供人员进入检修/维护。

图为NROL-101 Mission使用的Atlas Booster,Booster下端的左侧是电子设备舱(较为扁粗的),电子设备舱上侧是电子管线,而右侧是液氧输送管线,白色发动机舱的金属色结构就是供人员进出检修/维护的开口

由于发动机舱、液氧管路、电子设备舱等部件的种种限制,最后Atlas Booster成了一个这样的剖面……

Atlas Booster底部刨面图

但问题又来了,怎样在不破坏基本设计的情况下绑更多的助推?由于发动机舱形状、发射台支撑点、液氧管路、电子设备舱等条件的限制,Atlas原理上只能捆绑4枚对称式的固体助推器,但为了发挥最大的性能但又在RD-180的矢量控制范围内,所以Atlas V最终选择了最多加装5枚固体助推器的方案。

5枚固推全齐时的Atlas Booster,红圈部分要加装与发射台的连接点,加之发动机舱形状的限制,所以不能放置固推

而Atlas Booster为了满足极致的通用化和“快速更换载荷”的特殊需求,中后期的Atlas V全部使用全配件Atlas Booster,也就是说,即使是Atlas V无助推版本,也会带有5个链接固推助推器的连接点,以供随时“变身”为其他构型进行发射或者直接换上载荷“发车”。

快速更换载荷,意思就是说原来计划发射A载荷的火箭可能由于载荷的一些问题发射不了,让这枚造好的火箭换上B载荷发射。NSSL Phase 2的合同要求把这时间压缩在12个月内,而Atlas V可以做到6个月,这是美国现有的最快纪录。

Atlas V 501  USSF-7 Mission,可见即使是无助推的Atlas V,也会配备5个助推器连接点。

AJ-60A固体助推器

带助推Atlas V配备了由Aerojet Rocketdyne生产的固体火箭助推器——AJ-60A。一般来讲,AJ-60A会在起飞后~94s燃烧完毕,但由于要考虑分离安全问题,所以AJ-60A要在燃烧完毕后10s左右才会分离,并且鼻锥部从常见的正圆锥形改为了内倾形。

图片右侧就是AJ-60A固体火箭助推器

AJ-60A包括碳纤维外壳和碳酚醛喷管,采用高性能的端羟基聚丁二烯作为推进剂。喷管固定且斜3°安装 ,并采用整体式设计,锥形喷管也大大简化了喷管的加工步骤。

AJ-60A的数据如下:

点火方式:地面点火

长度:17m(不算鼻锥)

直径:1.58m

干重:5.74t

总重:46.697t

起飞推力:172.1t

真空比冲:279s

喷管倾斜角度:3°

燃烧时间:94s

出货价格:~1000w$/条*


GEM-63固体助推器

NROL-101 Mission首次使用了由Northrop Grumman生产的GEM-63固体助推器

GEM-63固体助推器是Northrop Grumman(前Orbit ATK)研发生产的新一代固体助推器之一。GEM-63是一种低成本、先进的捆绑式助推器。它利用现有的通用设计和材料,它集成了GEM系列、Orion系列和Castor的工艺,使其性能与性价比较为优秀。它设计的目标是作为中型到大型运载火箭的捆绑式助推器。该发动机已投入生产,并于2020年11月在ULA的Atlas V上进行了首飞验证,测试结果十分成功。AJ-60A与GEM-63在外观上并没有很明显的区别,如果要分辨两者,只能通过尾端是直角(GEM-63)还是圆角(AJ-60A)来分辨了,而据预测,后期的Atlas V将逐渐换装GEM-63而逐渐替换掉AJ-60A。

图为第二批量产型GEM-63

相比于Aerojet Rocketdyne的AJ-60A固体助推器,GEM-63固体助推器虽然在单个性能上不敌AJ-60A,但是两者提供的总冲量是一致的,也就是说换用GEM-63固体助推器的Atlas V并不会有性能上的下降,但GEM-63的报价远低于AJ-60A,你可以用买一条AJ-60A的钱来买两条GEM-63。

GEM-63的数据如下:

点火方式:地面点火

长度:20.12m

直径:1.61m

喷嘴出口直径:1.49m

干重:4.81t

总重:49.34t

最大推力:168.21t

燃烧时平均推力:125.91t

真空比冲:279s

喷管倾斜角度:3°

燃烧时间:97.6s

出货价格:~500w$/条*


深空“王者”——Common Centaur/Centaur III

注:Common Centaur有两个衍生版本:Centaur III SEC(Single Engine Centaur,单引擎半人马座上面级)和Centaur III DEC(Dual Engine Centaur,双引擎半人马上面级),SEC和DEC都属于Common Centaur上面级,现在ULA官方将其统称为Centaur III。

半人马上面级,让航天爱好者为之震惊、赞叹和嫉妒的氢氧神教巅峰之作。但Common Centaur的大家族在1962年就开始了……

一个Centaur 6A被放入SPC 1测试台,在模拟的太空环境中测试其RCS、液压、气动和电气系统(1964年3月19日,NASA摄)。

由于Centaur是一个非常大的家族,这里就不再介绍其他版本的Centaur上面级,只介绍Atlas V使用的——Centaur III。

Centaur III内含两个子版本——Centaur III SEC与Centaur III DEC,其中SEC和DEC版本还有两个子版本——4m版本与5m版本,相关图片如下(其中只有5m Centaur III DEC没有使用过)

4m Centaur III SEC,From SBIRS GEO Flight 5 Mission
5m Centaur III SEC,From NROL-101 Mission
4m Centaur III DEC,From OFT-1 Mission

4m Centaur III SEC基本数据如下:

长度:12.68m

直径:3.05m

干质量:2243kg

推进剂质量:20.83t

制导方式:惯性制导

储箱结构:上凸双壁真空隔热共底式气球不锈钢储箱

真空最大推力:99.2kN

姿态控制:四个27N联氨RCS,八个40N联氨RCS

4m Centaur III DEC基本数据如下:

长度:12.68m

直径:3.05m

干质量:2458kg

推进剂质量:20.83t

制导方式:惯性制导

储箱结构:上凸双壁真空隔热共底式气球不锈钢储箱

真空最大推力:198.4kN

姿态控制:四个27N联氨RCS,八个40N联氨RCS

5m Centaur III SEC基本数据如下:

长度:12.68m

直径:3.05m

干质量:2247kg

推进剂质量:20.83t

制导方式:惯性制导

储箱结构:上凸双壁真空隔热共底式气球不锈钢储箱

真空最大推力:99.2kN

姿态控制:四个27N联氨RCS,八个40N联氨RCS

5m Centaur III DEC基本数据如下(截至发稿未使用):

长度:12.68m

直径:3.05m

干质量:2462kg

推进剂质量:20.83t

制导方式:惯性制导

储箱结构:上凸双壁真空隔热共底式气球不钢储箱

真空最大推力:198.4kN

姿态控制:四个27N联氨RCS,八个40N联氨RCS

Atlas V SOD Mission 使用的就是4m Centaur III SEC上面级


超薄不锈钢和超高比冲的氢氧发动机带给了Centaur III超高的深空性能,可以说是现役运载火箭中最优秀的氢氧中大型上面级了。要续航有续航,直送GEO都可以;要深空有深空,极低干质量和极高比冲;要精度有精度,它也是美国现役最精准的中大型上面级。

Centaur III与火神的Centaur V的比较图
一次又一次的打靶,一次又一次的十环

但它并不是完全没有缺点,比如虽然引擎推力较小从而使载荷更加“舒服”,但是这也意味着重力损耗较大,损失了一部分近地轨道运力,不过没有关系,谁会闲的没事干天天用Atlas V来打近地轨道载荷呢,你说是不,轨道ATK?

Atlas V OA-6 Mission,用天价价格来打国际空间站补给任务,你轨道ATK干不下去了都在意料之中

未来何去何从?

自从火神运载火箭气势昂扬地走进人们的视野,宇宙神的退役话题又再次上了热点。大家都想着火神能以更优异的性能和更低的价格,来“推翻”宇宙神家族半个世纪的“统治”,但事情似乎变得没那么简单。

火神首飞想象图

有消息声称,星际客机载人飞船根本就没有做好和火神运载火箭的适配工作,也就是说,宇宙神要一直服役,直到星际客机做好和火神运载火箭的适配,这一项工作最晚可能要到2028年,也就是说,宇宙神可能到2028年都不会退役,替火神干活。

耗子尾汁

又因火神无法赶上预期进度,USSF授予火神的两个任务之一——USSF-51也交给了宇宙神来打

廉颇老矣,起飞吧,向往深空的战士——Atlas V!

【全文完】


本文素材来源:

【1】https://en.wikipedia.org/wiki/Atlas_(Rocket_family)

【2】https://en.wikipedia.org/wiki/Atlas_II

【3】https://en.wikipedia.org/wiki/Centaur_(Rocket_stage)

【4】https://en.wikipedia.org/wiki/Eutelsat_8_West_C

【5】https://www.flickr.com/photos/ulalaunch

【6】https://en.wikipedia.org/wiki/Mars_Reconnaissance_Orbiter

【7】https://en.wikipedia.org/wiki/Lunar_Precursor_Robotic_Program

【8】http://www.spacelaunchreport.com/atlas5.html#components

【9】Atlas V用户手册

【10】https://en.wikipedia.org/wiki/New_Horizons

【11】https://spaceflightnow.com/2016/06/23/juno-right-on-target-for-july-4-rendezvous-with-jupiter

【12】http://www.b14643.de/SpaceRockets/Specials/Atlas_MA-drive-system/index.htm

【13】https://en.wikipedia.org/wiki/RD-180

【14】《世界航天运载器大全 2007版》

【15】https://www.bilibili.com/video/BV1AE411t7vS

【16】atlas-v-and-delta-iv-technical-summary PDF

【17】https://spaceflight101.com/spaceRockets/atlas-v-421

【18】GEM-Motor-Series

【19】https://twitter.com/torybruno/status/1361354715674607623

【20】Centaur Upper Stage Family (alternatewars.com)

【21】https://www.flickr.com/photos/ulalaunch/50675037063

【22】https://www.flickr.com/photos/ulalaunch/50219312327



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