安加拉系列运载火箭
安加拉火箭是苏联解体后，由俄罗斯正在开发的一个全新宇宙火箭家族，命名源自西伯利亚东南部的安加拉河，由国营联合火箭航天集团公司研发。安加拉火箭采用模块化设计，可借由捆绑多个通用火箭模组(Universal Rocket Module : URM)，随任务需要组合出不同推力的火箭模组。可将小至2吨或大到75吨的巨型货物推送至近地轨道。安加拉火箭不但将成为俄罗斯未来太空火箭的主力，目标也是发掘其他国外客户。
 安加拉1.2型与安加拉A5型 | |
| 用途 | 运载火箭 |
|---|---|
| 制造者 | 赫鲁尼契夫国家航天研制中心 化工自动化设计局 |
| 制造国家 |  俄罗斯 |
| 外型及质量参数 | |
| 高度 | 42.7米（140英尺）-64米（210英尺） |
| 宽度 | Angara 1.2 2.9米（9英尺6英寸） Angara A5 8.86米（29.1英尺） |
| 质量 | 171,500千克（378,100磅）-790,000千克（1,740,000磅） |
| 级数 | 2-3 |
| 业载量 | |
| 至LEO (Plesetsk)有效载荷 | |
| 质量 | 3,800千克（8,400磅）-24,500千克（54,000磅） |
| 至GTO (Plesetsk)有效载荷 | |
| 质量 | 5,400千克（11,900磅）-7,500千克（16,500磅） |
| 相关火箭 | |
| 相似型号 | 罗老号，使用URM-1一级衍生型号 |
| 发射历史 | |
| 现状 | 现役 |
| 发射场 | 普列谢茨克航天发射场35号发射阵地 东方航天发射场 |
| 总发射次数 | 2 (A1.2PP: 1, A5: 1) |
| 成功次数 | 2 (A1.2PP: 1, A5: 1) |
| 首次发射 | A1.2PP: July 9, 2014 A5: December 23, 2014 |
| (A5) – URM-1 | |
| 发动机 | 1 RD-191 |
| 单发推力 | 1,920 kN（430,000 lbf） (Sea level) |
| 比冲 | 310.7 s（3.047 km/s） (Sea level) |
| 推进时间 | 214 seconds |
| 燃料 | RP-1/LOX |
| 第一 – URM-1 | |
| 发动机 | 1 RD-191 |
| 单发推力 | 1,920 kN（430,000 lbf） (Sea level) |
| 比冲 | 310.7 s（3.047 km/s） (Sea level) |
| 推进时间 | Angara 1.2: 214 seconds Angara A5: 325 seconds |
| 燃料 | RP-1/LOX |
| 第二 – URM-2 | |
| 发动机 | 1 RD-0124A |
| 单发推力 | 294.3 kN（66,200 lbf） |
| 比冲 | 359 s（3.52 km/s） |
| 推进时间 | Angara A5: 424 seconds |
| 燃料 | RP-1/LOX |
| Third (A5) – Briz-M (optional) | |
| 发动机 | 1 S5.98M |
| 单发推力 | 19.6 kN（4,400 lbf） |
| 比冲 | 326 s（3.20 km/s） |
| 推进时间 | 3,000 seconds |
| 燃料 | N2O4/UDMH |
| 第三 (A5) – KVTK (optional, under development) | |
| 发动机 | 1 RD-0146D |
| 单发推力 | 68.6 kN（15,400 lbf） |
| 比冲 | 463 s（4.54 km/s） |
| 推进时间 | 1,350 seconds |
| 燃料 | LH2/LOX |
计画起源
编辑安加拉火箭将使用新一代RD-170家族煤油引擎替代质子号的RD-275四氧化二氮引擎和联盟号的RD-107煤油引擎， 该系列引擎采用了高压分级燃烧循环技术，具备高效、环保的特点。
而在安加拉火箭开发完成后，以后主要的发射作业将会移往远东新建造的“东方港发射场”宇宙基地，此发射场可发射的轨道倾角十分接近拜科努基地的参数，且发射轨道多经过自己境内的无人区或是北太平洋、极区，即便火箭发射失败，也不会衍生索赔与清理问题。
一举统一了从“宇宙”一直到“质子”等不同火箭家族所涵盖的任务范围。使得火箭的制造材料能够通用，造价因此大大降低。
安加拉火箭的各种构型
编辑安加拉火箭由通用火箭模组(URM)所构成，类似于美国目前使用的EELV商用火箭发射模组。 当第一级推升火箭如只使用单一火箭与燃料箱的构型即称为安加拉1型，使用三节燃料箱与三具主发动机并联的构型即称为安加拉3型，使用五具燃料箱与五具发动机的称为5型、7具的称为7型。代号缩写为A1、A3、A5、A7。
安加拉火箭仍延续俄国惯例，发射时仅使用液体燃料火箭引擎作为第一级推力，与欧、美、日的商用火箭最大不同点在于，西方的商用火箭习惯在第一级液体主火箭外再捆绑固态火箭助推器作为补充推进力的来源。因俄国传统擅长开发强力的液体火箭引擎，故不采用西方商用火箭常因主引擎推力不足，需借助固态火箭助推器才能获得足够的海平面推力的混和使用惯例(例如太空梭、擎天神火箭系列)。
通用火箭模组主要由一具液态氧气槽(oxidizer)与一具煤油(RP-1)燃料槽，结合气化室与RD-191主引擎所构成。借由燃烧RP-1煤油与液态氧助燃剂产生推力。仅拥有单一燃烧室的RD-191主引擎是衍生自强力且拥有四具燃烧室的RD-171引擎。RD-170火箭引擎是有史以来所开发的最强力液体燃料火箭引擎，此前被用于发射苏联巨大的“能量号”火箭上，现在衍生型仍使用于俄罗斯的“天顶号”火箭上。
第二级火箭则依据构型的不同，而有搭载微风-KM模组(安加拉1.1)或URM-2模组(使用RD-0124A引擎，首席设计师维克多·德米特里耶维奇·戈罗霍夫)或KVRB模组等数种不同的搭配方式，大型的5型与7型(A5, A7)则会有第三级甚至第四级推进模组，以肆应高同步轨道或深太空探测卫星的发射需求。而衍生型号5P型与7P(P为piloted之意)型则可用来发射最新型PPTS载人太空船(研发中)，PPTS是能搭载六名成员的新型单舱太空船，将取代老旧且只能搭载3人的联盟号宇宙飞船。
5P型已拥有能将17.5吨级太空船送出地球逃逸轨道(逃逸速度)的能力，足以发射加长版的PPTS做为未来月球与火星载人探测任务使用。
目前全火箭家族的首个完成型号，安加拉1.2型(Angara 1.2)于2014年7月9日进行首次发射成功。[1][2][3]
发射设施
编辑安加拉火箭未来主要将用于俄罗斯东部境内正在建造的东方港发射场与普列谢茨克发射场，但是仍保留在位于哈萨克斯坦境内拜科努尔航天发射场作商业发射的可能性，俄罗斯目前将持续租用拜科努尔航天发射场一直到2050年。
其他衍生型号
编辑韩国的“罗老号”火箭所使用的RD-151 URM就是源自安加拉的RD-191火箭模组，但RD-151为外销用的降推力版本。此火箭已分别于2009年8月与2010年6月各发射一次，但皆以失败收场。除第一次确认为整流罩未按计画分离，第二次升空时发生爆炸，确切原因至今仍无定论，两国政府皆推诿承担责任。第三次于2013年1月30日发射，终获成功。但俄罗斯政府对于关键的RD-191火箭发动机技术完全不分享，韩国政府后续的太空火箭计画KSLV-2已不会再使用相同的火箭发动机。
规格
编辑| 版本 | 安加拉 1.2 | 安加拉 A3 (已取消） |
安加拉 A5P (已取消） |
安加拉 A5 | 安加拉 A5/KVRB (已取消） |
安加拉 A7P (已取消） |
安加拉 A7V (已取消） |
安加拉 A100 (已取消） |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 第一级 | 1xURM, RD-191 | 3xURM, RD-191 | 5xURM, RD-191 | 5xURM, RD-191 | 5xURM, RD-191 | 7xURM, RD-191 | 7xURM, RD-191 | 4xURM, RD-170M |
| 第二级 | Block I, RD-0124A | Block I, RD-0124A | -- | Block I, RD-0124A | Block I, RD-0124A | -- | -- | 1x RD-180 |
| 第三级（近地轨道任务不搭载） | –- | Briz-M/KVSK | -- | Briz-M/KVTK | KVRB | KVTK-A7 | KVTK-A7 | 1x RD-0122 |
| 推力（地面） | 196 Mgf (1.92 MN) | 588 Mgf (5.77 MN) | 980 Mgf (9.61 MN) | 980 Mgf (9.61 MN) | 980 Mgf (9.61 MN) | 1,372 Mgf (13.44 MN) | 1,372 Mgf (13.44 MN) | ? |
| 发射重量 | 171.5 t | 478 t | 713 t | 759 t | 776 t | 1,125 t | 1,184 t | ? |
| 高度（最大） | 41.5 m | 45.8 m | ? | 55.4 m | 64 m | ? | ? | ? |
| 有效荷载（近地轨道 200公里） | 3.7 t | 14.6 t | 18.0 t | 24.5 t | 25.8 t | 36.0 t | 40.5 t | 110 t |
| 有效荷载（地球同步轨道） | -- | 2.4/3.7 t | -- | 5.4/7.3 t | 6.6 t | ? | -- | ? |
| 有效荷载（地球静止轨道） | –- | 1.0/2.0 t | -- | 2.9/4.5 t | 5.7 t | 7.5 t | -- | ? |
发射历史
编辑| 日期/时间 (UTC) | 配置 | 序列号 | 发射 场 | 结果 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 负载 | 分离时的轨道 | 运营者 | 功用 | ||
| 注释 | |||||
| 2014年7月9日 12:00 |
Angara 1.2PP | 71601 | 普列谢茨克航天发射场, 35号发射阵地 | 成功 | |
| 非标准的安加拉1.2PP，允许测试URM-1与URM-2 | |||||
参看
编辑参考文献
编辑- ^ 安加拉發射成功. [2014-07-12]. （原始内容存档于2020-09-15）.
- ^ Stephen Clark. First Angara rocket launched on suborbital test flight. Spaceflight Now. 9 July 2014 [10 July 2014]. （原始内容存档于2020-10-23）.
- ^ Sample, Ian. Russia test launches first new space rocket since Soviet era. The Guardian. 9 July 2014 [10 July 2014]. （原始内容存档于2020-11-12）.
- ^ Angara, Russia's brand-new launch vehicle, is successfully launched from Plesetsk. Khrunichev. [2014-07-11]. （原始内容存档于2020-09-21）.
外部链接
编辑- （英文）安加拉火箭官方网站（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 日本宇宙开発委员会之“各国火箭开发动向报告”（PDF：416KB）
- （英文）安加拉火箭的解说, Encyclopedia Astronautica
- （英文）安加拉火箭系列（RussianSpaceWeb）
- （英文）VEGA推进器（RussianSpaceWeb）
- 3D презентация РН "Ангара" （页面存档备份，存于互联网档案馆） (工厂制造影片)