俄新一代安加拉火箭技术水平超中赶美(图)

俄罗斯安加拉-1.2PP火箭

网易航空讯:日本、欧洲和美国先后研制了新一代运载火箭，俄罗斯的主力运载火箭却仍然是几十年来的老面孔质子和联盟火箭，进入21世纪以后，随着俄罗斯经济的恢复，新一代运载火箭的研制即将完成。7月9日安加拉-1.2PP火箭发射的成功，为预定12月31日发射的安加拉-A5火箭铺平了道路。

安加拉-1.2PP火箭

资金不足拖累安加拉火箭研发

1993年俄罗斯国防部和航天局联合向国内的航天工业部门招标，准备研制新一代运载火箭，研制新型运载火箭的主要目的是取代苏联时代研制的运载火箭，为俄罗斯提供独立的进入空间的能力，并保持俄罗斯的运载火箭研制队伍。1998年俄罗斯发生了严重的金融危机，加上安加拉火箭的研制本来就缺乏来自俄罗斯政府的投资，火箭的研制陷入困境。赫鲁尼切夫航天中心还曾和礼炮设计局联手，推出了重复使用的飞回式贝加尔火箭，它将作为安加拉的助推器或第一级，但这一新颖的设想最终只停留在纸面和模型的阶段。

安加拉火箭在竞争中获得了胜利，不过研制进度却不尽人意，首射时间从2010年一路推迟到2014年。这其实并不奇怪，苏联/俄罗斯研制的上一种新型一次性运载火箭，已经是20世纪80年代的天顶火箭了，而且乌克兰的南方设计局起到了关键作用。安加拉火箭是俄罗斯联邦独立研制的第一种新型运载火箭，实际上是俄罗斯航天工业的第二次创业。2013年下半年第一枚小型安加拉火箭才运往普列谢茨克发射场，经过繁忙的发射场合练和测试，2014年6月安加拉火箭的发射终于箭在弦上，俄罗斯运载火箭即将迎来新的一页。

安加拉-1.2PP火箭

可望一统俄国火箭市场

赫鲁尼切夫航天科研生产中心作为主承包商负责安加拉系列火箭，根据2002年在国际发射服务公司网站公开的计划指南，安加拉系列火箭包括多个型号，其中包括小型的安加拉-1.1、安加拉-1.2火箭，中型的安加拉-A3火箭和大型的安加拉-A5火箭。赫鲁尼切夫中心还提出研制运载能力进一步提升的安加拉-A7方案，2005年还提出了近地轨道运载能力可达110吨的安加拉-100方案，不过安加拉-100和现有的安加拉火箭已经截然不同了。由于联盟2.1V等小型火箭的竞争，赫鲁尼切夫中心后来取消了安加拉-1.1方案，在小型火箭方面只保留了安加拉-1.2；伴随联盟2.3V等火箭的升级，至今尚未收到订单的安加拉-A3火箭也前途堪忧；不过安加拉-A5火箭作为质子的替代者，还是具有不可替代的作用的。为了在Rus-M火箭取消后发射新一代载人飞船PTK-NP，赫鲁尼切夫中心还提出了安加拉-A5P方案；至于重型安加拉-A7和超重型的安加拉-100火箭设计方案，则从未脱离纸面。

安加拉火箭使用了公用芯级(URM)的设计，它的公用芯级箭体直径2.9米，使用单台新研制的RD-191M大推力高压补燃液氧煤油发动机，推进剂中质量约为129吨。安加拉-1.2火箭使用单个公用芯级，而安加拉-A3火箭是一个公用芯级做芯级，两个公用芯级做助推器的设计，安加拉-A5火箭选择了一个公用芯级做芯级，四个公用芯级做助推器的方案。安加拉系列火箭通过使用不同数量的公用芯级，调节运载火箭的运载能力，实现了运载火箭设计的通用化、模块化和组合化，并覆盖了从小型到大型火箭的运力范围。

安加拉系列火箭运载能力的调节，还有不同上面级组合的贡献。赫鲁尼切夫中心最初决定在安加拉-1.2火箭上不装满推进剂的URM-2二子级，不过后来决定使用较轻的二子级，估计可能借用联盟-2火箭的二子级；安加拉-A3火箭使用新的URM-2二子级，再增加质子火箭现在使用的微风-M上面级构成三级火箭方案，也可选配使用液氧液氢推进剂的新型KVSK上面级，进一步增强地球同步转移轨道的运载能力；安加拉-A5火箭除了使用微风-M上面级外，也可选择用新型的KVTK液氧夜氢上面级。安加拉火箭还曾出现名为安加拉-A5/UOHB的型号，它的二子级使用液氧液氢发动机，因此具有更大的运力，不过也停留在纸面上。

源自联盟火箭的二子级和新的URM-2二子级都使用RD-0124系列液氧煤油发动机，不过前者推进剂少，因此质量轻得多，而URM-2光是推进剂质量就有约36吨，相应的URM-2二子级也可带来更大的运载能力。不过事无绝对，对于起飞推力较小的安加拉-1.2来说，过重的URM-2二子级反而减少了运力。KVSK实际上是KVTK上面级的简化版，它们的主发动机均为真空比冲465秒的RD-0146D发动机。两者主要区别在于推进剂的多少，KVSK配合中型的安加拉-A3火箭使用，液氧液氢推进剂加注量最高可达11吨，而KVTK配合重型的安加拉-A5火箭使用，推进剂加注量最高为19.6吨。RD-0146D发动机具有465秒的高比冲和多达5次的重复点火能力，为了充分发挥它的性能，赫鲁尼切夫航天中心精心设计了低温储箱的热控和推进剂管理，KVTK/KVSK上面级拥有最长9个小时的飞行时间，可以充分利用多次点火和长时间滑行等措施，降低高纬度的普列谢茨克发射场对火箭的地球同步转移轨道运力的影响。

按照赫鲁尼切夫中心的设计方案，从普列谢茨克发射中心发射，安加拉-1.2火箭使用不装满推进剂的URM-2作二子级时，起飞质量171吨，将具有约3.7吨载荷送入倾角63度的200千米轨道的运力；安加拉-A3火箭的起飞质量481吨，近地轨道运载能力为14.6吨，但由于俄罗斯发射场的纬度太高，它射向倾角25度、近地点5500千米的地球同步转移轨道的运力仅有2.4吨（使用微风-M上面级）/3.6吨（使用KVSK上面级）；安加拉-A5系列火箭的起飞质量都将超过700吨，其中安加拉-A5P火箭没有二子级和上面级，只能将PTK-NP飞船射入亚轨道，不过接下来飞船只需点火提供很少的速度增量，就可以进入轨道。安加拉-A5和安加拉-A5/KVTK在同样的标准下，近地轨道运力为24.5吨，地球同步转移轨道分别为7.5吨和4.5吨。由于安加拉-A5的微风-M和KVTK上面级都有多次启动能力，因此它们具备将卫星直接送入地球静止轨道的能力，其运力分别为4.6和3.6吨。

综上所述，安加拉系列火箭通过模块化设计，运力几乎覆盖了从小型到大型载荷的整个应用范围，可以替代隆声、联盟和质子等多种运载火箭，成为俄罗斯新一代运载火箭中的中流砥柱。如果不是为了其他火箭设计局的饭碗的话，以安加拉系列火箭一统天下技术上毫无问题。