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 天高任鸟飞:航空航天卷
1.5.2.6 美国主要运载火箭

美国主要运载火箭

在航天领域,美国是与前苏联(俄罗斯)进行竞争和合作的主要国家。在20世纪50~60年代,美国在竞争中处于劣势和落后的境地,原因之一就是运载火箭不过关。1969年7月21日阿波罗11号登月成功与随后进行的一系列阿波罗号登月飞行,使美国在航天领域的竞争中逐渐赶上并处于领先地位。著名火箭专家冯·布劳恩在发展美国火箭技术上立下了汗马功劳。他主持研制的丘比特C号运载火箭将美国第一颗人造地球卫星探险1号送入太空,时间是1958年2月1日。布劳恩用丘比特号改进型火箭为美国征服太空开创了新纪元。

此后,美国国家航空航天局(NASA)把几种中程和洲际导弹经改造,研制成雷神号、大力神号、德尔塔号、宇宙神号等多种系列的运载火箭。

(1)“雷神”火箭:“雷神”系列运载火箭是在“雷神”中程弹道导弹的基础上发展起来的,主要用来发射军用卫星和早期的航天探测器。该系列包括“雷神-艾布尔”、“雷神-艾布尔星”、“雷神-博纳”、“加大推力雷神-阿金纳”等型号,是美国早期发射小型卫星的运载火箭,从1959年以来发射400多次,现已不常用。

(2)“宇宙神”系列火箭:“宇宙神”系列运载火箭是美国的系列运载火箭。该系列于1958年12月18日首次发射,曾经发射过世界上第一颗通信卫星、美国第一艘载人飞船和多种空间探测器。迄今为止,该系列共发展了17种型号,正在使用的主要是“宇宙神”2A“宇宙神”2AS和最新研制的“宇宙神”3,正在研制的是具有多种配置的“宇宙神”5子系列。“宇宙神”3是向“宇宙神”5过渡的一个子系列,分为3A型和3B型,地球同步转移轨道运载能力分别为4.l吨和4.5吨。“宇宙神”3A于2000年5月24日成功地进行了首次发射。“宇宙神”3的最大特点是采用了俄罗斯设计的新型RD-180大推力液氧(煤油)发动机。这种发动机还将用在“宇宙神”5的各个型号上。研制中的“宇宙神”5分为多种型号,在第一级采用了通用模块化设计,其中的重型火箭使用了3个通用模块,可以把13吨多的有效载荷送入地球同步转移轨道。截至2000年底,“宇宙神”系列运载火箭已发射312次,失败35次,成功率为88.8%。

(3)“德尔塔”系列火箭:“德尔塔”系列运载火箭是美国的系列运载火箭。该系列于1960年5月13日首次发射,40年来已发展了19种型号,地球同步转移轨道运载能力从最初的45千克提高到了目前的3.8吨。目前正在使用的是“德尔塔”2和“德尔塔”3,正在研制的是具有多种配置的“德尔塔”4子系列。截至2000年底,“德尔塔”系列运载火箭已发射282次,失败15次,成功率94.7%。

(4)“大力神”系列火箭:“大力神”系列运载火箭是美国的系列运载火箭。该系列由“大力神”2洲际弹道导弹发展而来,1964年4月8日首次发射,曾用于发射美国“双子星座”号载人飞船、政府的军用和民用卫星、空间探测器以及商业卫星。该系列由“大力神”2、“大力神”3、“大力神”4和“商用大力神”3等型号和子系列组成,目前正在使用的有“大力神”2和“大力神”4。“大力神”2又称2G型或2SLV型,是用退役“大力神”2导弹改装成的。改装后的两级运载火箭主要用于发射电子情报卫星、军事气象卫星和政府的有效载荷。“大力神”4于1989年6月14日首次发射,截至2000年底共发射30次。截至2000年底,“大力神”系列运载火箭已发射208次,失败17次,成功率91.8%。

(5)“土星号”巨型登月火箭:“土星号”运载火箭是在美国火箭专家冯·布劳恩主持下研制设计的,主要为登月计划服务。从1964年开始实施土星巨型登月火箭研制计划,至1967年的3年间相继研制成功土星1号、土星1B号、土星5号等巨型运载火箭。

①土星1号:是两级火箭,1964年首先研制成功。火箭长38.1米,直径5.58米,发射重量502吨,近地轨道的有效载荷为10.2吨。它曾用来试验发射阿波罗号飞船模型。

②土星1B号:是土星1号的改进型,为两级火箭。1966年研制成功。火箭长68.3米,直径6.6米,发射重量590吨,最大有效载荷18.1吨。1966~1975年共发射9次,除做运载阿波罗号飞船实验外,还3次将宇航员送上太空实验室空间站,1次发射阿波罗号载人飞船,与前苏联的联盟号飞船对接。

③土星5号:是世界上最大的巨型运载火箭,是三级火箭,1967年研制成功。火箭全长110米,直径10.1米,起飞重量2 950吨,近地轨道的有效载荷达139吨,飞往月球轨道的有效载荷为47吨。1967~1973年共发射13次,其中6次将阿波罗号载人飞船送上月球。土星5号在人类航天史上写下了最为光辉的一页。