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国外运载火箭型号发展总览之三——欧洲

时间:2017-04-21  来源:高端装备发展研究中心   发布:高端装备网 
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  欧洲国家无论在综合国力还是在航天技术实力方面都难以和美、俄相抗衡,但是又不想在航天技术领域被美、俄牵着鼻子走,依靠自己的实力又难以研制出可靠、先进的运载火箭。因此,欧洲国家在航天技术发展方面一开始就走上了合作发展的道路。

 

  欧洲早期的运载火箭包括钻石A、钻石B、钻石BP4、黑箭号、欧罗巴1、欧罗巴2等一系列产品。这些产品展示了欧洲主要航天大国的研制能力,但最后都被阿里安系列运载火箭所取代。

 

  钻石号系列运载火箭

 

  钻石号系列运载火箭为法国第一个完全自行,不由美国或苏联协助建造研制的不可重复使用的卫星发射系统。由德国二战时期的著名V-2导弹发展而来。就在法国的火箭工程师在研制钻石系列运载火箭的同时,法国的卫星工程师们则在设计和制造法国的第一颗人造地球卫星。该卫星叫做阿斯特克斯(Astérix),重42千克。1965年11月26日,钻石A型火箭搭载着阿斯特克斯升空,这使得法国成为了世界上第三个使用自己研发的火箭将自己研发的卫星送入近地轨道的国家。钻石系列火箭本身则成了代表二战后法国导弹和火箭工业开始快速发展的一座丰碑。钻石号系列运载火箭为其后的欧罗巴运载火箭打下了基础。虽然钻石号系列运载火箭获得了成功,但法国国家发射系统在1975年还是被欧洲的阿里安运载火箭取代。

 

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1970年3月首次发射成功的钻石B型火箭,第一级的腰部有一条红色的斜斜的绶带,这个设计不仅仅是为了好看,而是主要用来方便观测火箭(或者导弹)的滚转角度的。

 

  黑箭号运载火箭(Black Arrow)

 

  黑箭号运载火箭是英国的卫星运载火箭,也是英国唯一发射成功的运载火箭。1971年的黑箭在第4次发射中,成功地将一颗名为“普罗斯帕”的人造卫星(重65.8干克)送入所载卫星,英国继苏、美、法、日、中五国之后,成为第6个拥有独立发射卫星的国家。在此之后,英国停止发展本国运载火箭,黑箭成为英国唯一发射成功的运载火箭,所载卫星也就成了英国自己发射的第一颗,也是最后一颗卫星。

 

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  黑箭火箭第一级采用了8台布里斯托尔Gamma 8型液体火箭发动机。两两凑成一对儿,分为4组。这些可以调节喷流方向的喷管在用强大的喷流把火箭顶起来的同时,还能够保持火箭的平衡并控制火箭的飞行方向。这也是黑箭火箭看起来这么短粗的原因。

 

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黑箭火箭的第一级采用了8台布里斯托尔Gamma 8型液体火箭发动机

 

  欧罗巴号系列运载火箭

 

  欧罗巴号系列运载火箭是第一枚由欧洲国家合作开发的运载火箭,由比利时、法国、联邦德国、荷兰、意大利和英国共同制造。1962年,比利时、法国、联邦德国、荷兰、意大利和英国(与澳大利亚合作)同意建立欧洲运载火箭研制组织,其主要目标是开发欧洲独立自主的空间运输工具。欧罗巴项目于1972年取消,并由阿里安火箭所取代。

 

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  阿里安系列运载火箭

 

  阿里安系列运载火箭是欧洲空间局自行研制作为欧洲联盟各国或其他国家进行空间活动的一次性使用运载系统。阿里安火箭发射场地位于南美洲法属圭亚那境内圭亚那太空中心。欧空局任命阿斯特里姆公司负责阿里安火箭与其测试设施开发工作。法国国家太空研究中心成立于1980年的商业子公司阿里安航天(Ariane Space)则负责阿里安火箭制造与运营。Ariane Space公司运营的运载火箭除了阿里安-5和织女星小型运载火箭外,还有俄罗斯的联盟号运载火箭。

 

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阿里安系列运载火箭型号发展情况

 

  阿里安发射装置为欧洲提供了一个进入空间的独立途径,而这是欧洲全面战略中的一项主要目标,此外还包括由欧洲提供卫星、地面站、高技术服务和其他应用。阿里安运载装置从其商业额来说已经成了欧洲最显著的空间成就,并使欧洲在世界商业市场上占了约60%的份额。阿里安5系列在生产和发射活动中产生的经济惠益是各国政府在研制阿里安1-4系列中所作投资的三倍以上。

 

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  2012年12月,欧空局部长级会议决定同时开展阿里安-5运载火箭的中期改进型(Ariane-5ME)与启动阿里安-6运载火箭的研制工作,这两种火箭分别计划于2018年、2021年首飞,满足欧洲日益提高的对运载火箭的发射需求。

 

  2013年7月9日法国国家空间研究中心和欧洲航天局公布了未来阿丽亚娜-6运载火箭的设计方案,设计将采用四个几乎完全相同的固体助推器,每个助推器都装填135000千克固体推进剂。三子级则采用了法国赛峰集团正在为阿里亚娜-5ME火箭研制的芬奇发动机。预计阿里安-6将于2020年代初替代现役的阿里安-5重型运载火箭和俄罗斯的“联盟”中型运载火箭。

 

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  织女星运载火箭

 

  织女星运载火箭(Vega)由意大利太空总署及欧洲空间局自1998年合作研发,于2008年首次发射,其设计用来发射小型卫星,重量在300公斤道2000公斤之间的科学卫星或地球观测卫星,可将此类卫星送至太阳同步轨道或低地球轨道。意大利为资金主要贡献者,占65%,其他资金贡献比例如下:法国(12.43%)、比利时(5.63%)、西班牙(5%)、荷兰(3.5%)、瑞士(1.34%)、瑞典(0.8%),比利时、法国、意大利及荷兰参与P80固态火箭的研制。 织女星火箭的酬载能力可将1500公斤的太空船送至700公里的太阳同步轨道。

 

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  以下是欧洲运载火箭的发射成败统计,以运载火箭将有效载荷顺利注入预定星箭分离轨道为成功标准。1979年至2017年2月14日,欧洲空间局共发射运载火箭243枚,平均每年发射6.23枚,其中发射成功232枚,失败21枚,达到了95.47%的发射成功率。

 

型号

成功次数

部分成功次数

失败次数

总发射次数

发射成功率

钻石号A

3

1

0

4

75.00%

欧洲1

0

0

3

3

0.00%

黑箭号

2

0

2

4

50.00%

钻石号B

3

0

2

5

60.00%

欧洲2

0

0

1

1

0.00%

钻石号BP4

3

0

0

3

100.00%

阿里安1

9

0

2

11

81.82%

阿里安2

5

0

1

6

83.33%

阿里安3

10

0

1

11

90.91%

阿里安4

113

0

3

116

97.41%

阿里安5

87

2

2

91

95.60%

织女星运载火箭

8

0

0

8

100.00%

总发射成功率:95.47%

欧洲运载火箭各型号发射成败统计(截至2017年2月14日)

 

  纵观欧洲运载火箭的演变可以看出,务实是欧洲一直秉承的设计理念,主要体现在不盲目追求技术的先进性,充分考虑满足发射需求,着眼于发射系统的低成本和高可靠性。虽然从实用角度出发,继续购买俄罗斯联盟号运载火箭发射航天器可以满足欧洲的发射需求,但是求助于别人的运载火箭发射,远不如自己拥有来得踏实。因此,欧洲积极改进现有运载火箭运输航天器进入太空的能力,以降低发射成本,摆脱对俄罗斯联盟号运载火箭的依赖,提高欧洲运载火箭的竞争力。(未完待续)

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