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中国快速响应火箭出世,将航天发射做成白菜价!

发表于:2017-01-11 22:10:24   

      一枚中国“快舟-1A”运载火箭的发射报价,仅为600万美元。

      而日本H-2系列火箭的发射报价,动不动就超亿美元。

      即使是以价廉物美著称的中国长征系列运载火箭,单次发射报价也是2000到5000万美元之间。

      与这些运载火箭相比,中国“快舟-1A”的出现,一下子就将航天发射活动做成了白菜价。

      作者:楚人陈奇雄

      据新华社报道,2017年1月9日,在中国酒泉卫星发射中心,中国用“快舟-1A”固体运载火箭,成功将“吉林一号”灵巧视频星03星、“行云”试验一号卫星和“凯盾”一号卫星三颗卫星送入太空。

      “快舟-1A”固体运载火箭,由位于武汉的中国航天科工集团下属的火箭技术有限公司研制,是一款达到国际先进水平的快速响应火箭。

      如果将运载火箭比作将卫星、飞船、空间站、空间探测器等“客人或货物”送往太空的“船”。那么,顾名思义,中国的“快舟”运载火箭,就是一款可快速将载荷送入太空预定轨道、随叫随到的“船”。

      (下为中国“快舟-1A”火箭宣传画册)

      将卫星、飞船、空间站、空间探测器等航天器快速送上太空,一直是人类的梦想。

      在冷战高峰时期,美国与苏联为了争夺制太空权,都开发过可快速发射载荷的快速响应火箭,这样些快速响应火箭,往往是利用现成洲际导弹改装的。

      比如,美国就让使用三级固体火箭发动机推进的部分“民兵”导弹,承担过发射应急通信卫星的任务。就是说,这些“民兵”导弹上的载荷不是常用的核弹头,而是应急通信卫星。美国的意图是,一旦在美苏核大战中,自己的通信卫星网及其他指挥网络被苏联发射的核导弹毁掉后,可利用井基“民兵”导弹来发射应急通信卫星,以修复受损的通信网。

      苏联的“第聂伯河”运载火箭,也是一种用洲际导弹改装的快速响应火箭。

      (下为苏制“能源号”超重型火箭)

      与传统的、使用液体推进剂的长征系列火箭相比,“快舟-1A”固体运载火箭有三大优点:

      一是可进行机动与无依托发射。

      机动发射方式,最先被弹道导弹使用,目的是提高弹道导弹的生存能力。从宽泛的意义上来说,从移动的潜艇、火车、及汽车上发射的弹道导弹,都可叫做机动式弹道导弹。如中国的东风-21、东风-31,俄罗斯的“白杨”系列、“亚尔斯”系列导弹,就是采用这种方式发射的、有代表性的陆基车载机动式导弹。

      现在,中国的“快舟-1A”运载火箭,也可以陆基车载机动方式发射,这使得“快舟-1A”火箭的发射非常灵活。特别是在发生战争或自然灾害时,用户可利用“快舟-1A”运载火箭,快速将卫星等载荷打入太空,以修复受损的卫星通信网。

      所谓无依托发射,就是利用“快舟-1A”这样的运载火箭发射航天器时,不需要专门的火箭发射场,不需要勤务塔、不需要脐带塔、不需要导流槽,连发射台都不需要,只要有一片平地就可以了。

      (下为可机动无依托发射的“快舟-1”火箭)

      二是“快舟-1A”是一种发射报价极便宜的运载火箭。它本身是一型由中国东风-21固体弹道导弹衍生出来的商业运载火箭。在研制过程中,它使用了原用于东风-21弹道导弹的固体火箭发动机,并对其进行了优化;它还使用了原用于东风-21弹道导弹的车载机动发射技术、测控技术。这样一来,就让 “快舟-1A”的研制成本大幅降低。

      另外,在生产过程中,“快舟-1A”还可与东风-21弹道导弹共用固体推进剂生产线、共用火箭发动机壳体生产技术甚至设备。这也降低了“快舟-1A”的制造成本。

      据说,一枚“快舟-1A”运载火箭的发射报价,仅为600万美元。而日本H-2系列火箭的发射报价,动不动就超亿美元。即使是以价廉物美著称的中国长征系列运载火箭,单次发射报价也是2000到5000万美元。与这些运载火箭相比,“快舟-1A”闯入航天发射市场后,很快就能将航天发射活动做成白菜价。

      三是“快舟-1A”,是一种可批量生产、大量贮存、大量部署的快速响应火箭。它是一款具有发射准备所需时间短,拥有快速响应发射能力的火箭。

      而中国“长征”系列运载火箭,一般采用“三垂一远”模式发射,就说火箭在厂房里进行垂直组装、接受垂直测试、然后被转运车垂直转运到发射架上,再进行液体推进剂加注,最后才被远程遥控发射出去。

      与过去火箭采用的“水平组装”、“水平运输”、到发射架才竖立起来的“二平一竖”发射模式相比,采用“三垂一远”发射模式的运载火箭,其发射前的准备时间,已压缩到15天左右。但这个准备时间,对于需要马上发射的重要载荷来说,仍然显得过长。

      而更重要的是,使用液体推进剂的“长征”系列运载火箭,是不能批量生产的。它需要用户提前订购,然后才开始生产。生产出来的火箭,需要用专列或专用船舶,运送到几百几千公里外的航天发射场进行组装与检测,并将载荷装上去,才能投入使用。这个过程是相当漫长。

      (下为公开展出的“快舟-1”火箭模型)

      而“快舟-1A”火箭,是一种固体燃料火箭,所以可在平时批量生出来,并进行大量贮备。到需要使用的时候,就可直接拉出来使用。

      再就是,利用“快舟-1A”来发射卫星时,不需要太长的准备时间。一接到发射指令,运载“快舟-1A”火箭的机动发射车就可往发射阵位开进,到达阵位后,放下液压千斤顶、将运载火箭竖立起来,就可进入发射前准备程序,然后将载荷快速送入太空。据说,从接到发射命令到将载荷进入太空轨道,长则五六天,短则几个小时。

      “快舟”-1A运载火箭,是一型由三级固体火箭发动机助推,带有末级液体发动机的小型火箭。该型火箭全长约20 米,起飞质量约30吨,一级箭体直径1.4米。它可将200公斤的载荷送入700公里高的太阳同步圆轨道,或将300公斤的载荷送入近地轨道。

      另据了解,在开发快速响应火箭上,中国航天科技集团也于近年来集中发力。该集团研制了长征-11号快速响应火箭。

      长征-11号固体运载火箭,是一种四级火箭,它的原型是中国的东风-31远程弹道导弹。

      长征-11号火箭于2015年9月25,在中国酒泉卫星发射中心完成首飞,成功将“浦江一号”和另外3颗微小卫星送入太空。

      (下为可车载机动发射的长征-11号火箭)

      长征-11号固体运载火箭,箭体直径2米,火箭全长20.8米,起飞质量58吨,起飞推力120吨,700公里太阳同步轨道运载能力为350公斤;低地轨道运载能力为700公斤。

      长征-11号火箭,也是中国首款起飞推力超百吨的固体运载火箭。其第一级发动机,是东风-31远程弹道导弹一级发动机的改进型。

      长征-11号火箭,同样可进行机动无依托发射,其使用的“运输-起竖-发射”车,由东风-31导弹的机动发射车演变而来。据说其从接到发射命令,到将载荷发射出去,只需24小时,响应速度比美国的“米诺陶”系列运载火箭还要快。

      中国正在构建以快速响应运载火箭为核心的快速度响应空间体系。

      美国也研制了多个型号的快速响应火箭,如从“民兵”洲际弹道导弹发展出来的“米诺陶1/2号”小型固体运载火箭,及从MX“和平卫士”重型洲际导弹发展而来的“米诺陶3/4/5号”中大型固体运载火箭。

      “米诺陶系列”快速响应火箭,由美国轨道科学公司研制,主要用于发射商业载荷。其中“米诺陶-5号”是一种五级火箭,其运力惊人,可将630公斤的载荷送入地球同步转移轨道,或将437公斤的载荷送入月球转移轨道。

      (下为美制“米诺陶”快速响应火箭)

      美国空军则特别开发了军用型快速响应运载火箭“超级斯届比”。这是一种小型固体三级运载火箭,火箭全长约20.4米、起飞质量20.4吨,起飞推力130吨,可将150公斤载荷送入700公里高太阳同步轨道,其太阳同步轨道运载能力比中国“快舟-1A”运载火箭小50公斤。

      中国观察家网的记者,曾发文比较过中国“快舟-1A”火箭与美制“超级斯届比”火箭的优劣。比较结果如下:

      在快速响应速度上,中国“快舟-1A”火箭只需几小时准备时间,而“超级斯届比”需要准备几个星期;

      在机动发射能力,中国“快舟-1号”火箭采用车载公路机动方式发射,“超级斯届比”采用固定式悬臂发射器发射;

      在发射费用上,中国“快舟-1A”报价为每枚600万美元,“超级斯届比”运载火箭的报价是每发1200万美元。

      (下为欧洲研制的“织女星”快速响应火箭)

      欧洲由意大利牵头,也研发了“织女星”四级快速响应运载火箭,这是一种由三节固体火箭发动机助推及末节采用液体火箭投放载荷的先进运载火箭。全箭长30米,箭体直径3米,起飞质量137吨,可将1500公斤载荷送入低地轨道。

      野心勃勃的日本,则于2013年9月发射了“艾普斯龙”运载火箭。

      “艾普斯龙”火箭是一种全长24.4米、直径2.6米、全重91吨的三级全固体运载火箭,能将重约1.2吨的卫星发射到高数百公里的低轨道上。

      外界普遍认为,“艾普斯龙”是一种可快速向宇宙空间发射载荷的快速响应火箭,也是一种可以改装成洲际弹道导弹的先进运载火箭。

      (本文作者“楚人陈奇雄”先生,是武汉某报资深记者、军事版编辑、科技史爱好者)

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      (下为日本“艾普斯龙”快速响应火箭)

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