[科普中国]-大力神-4运载火箭

简介

美国于1984年就开始研制大力神-4运载火箭。大力神-4是大力神34D的增大型号,第一级和第二级都已加长,固体助推火箭发动越壳体由7段组成,有效载荷罩的直径为5.09米。大力神-4有3种型号:第一种备有改进型的半人马座G初型低温上面级,原先计划用于航天飞机,但由于安全问题现禁止用于载人飞行;第二种装有经过考验的IUS上面级,该级已经在大力神34D和航天飞机上进行过飞行;第3种是用于低地轨道飞行的运载火箭,它不需要上面级。

大力神-4火箭加上半人马座G一1上面级和26.21米的有效载荷整流罩,总高度为62.17米。1991年将研制出改进的3段式固体火箭助推器。1

配置功率最大的配置是大力神4一半人马座G,这种结构的型号通过半人马座的两次点火能直接将4535公斤重的有效载荷送人静地轨道。有一种两级型没有上面级,能将17690公斤重的有效载荷送人28.6°的低地轨道,或将14500公斤重的有效载荷送人低极地轨道,这是发射KH一12侦察卫星所需的轨道。1991年当新的固体火箭助推器研制成功后,大力神4的性能将会提高25%.

大力神4的第一级长26.36米,直径3.048米,推力为2436千牛。它使用了航空喷气发动机公司生产的LR87一AJ一11发动机,该发动机的燃料是液体航空肼50,肼和偏二甲肼的混合物以及四氧化二氮,这些燃料接触时能自燃,工作时间为200秒.第二级使用了一台同样的发动机,也用了同样的自燃燃料,工作时间为245秒,推力为467千牛.第二级的直径与第一级的相同,但长度则是9.966米.大力神3没有发生过因发动机故障而导致发射失败的情况。2

有效载荷整流罩为麦道公司制造,长度为17.06~26.21米,这取决于上面级或所载的有效载荷。这个铝制的整流罩的基本结构为直径5.07米的壳体,带有一个长6.05米、25°~15°的双锥体鼻锥舱和一个与芯级结合的底锥舱。整流罩的长度可改变,如载IUS上面级,长度为17.06米,如载半人马座上面级,长度可为20.1米,23.16米和26.21米。因而整流罩的重量也不固定,在4032公斤与6073公斤之间变化。整流罩分离时以每秒15英尺的速度分离成3部分,引爆出现的烟雾、废气以及金属微粒保留在一个容器中,以避免污染。

大力神-4B运载火箭1997年2月23日,大力神-4B运载火箭成功地将TRW公司研制的“国防支持计划”(DSP)导弹预警卫星送入地球静止轨道。这次发射使用的上面级为波音公司研制的惯性上面级(IUS)。该火箭价值约2.53亿美元, DSP卫星价值约2亿美元。从现在起到下个世纪初,大力神-4B运载火箭至少还有19次确定的发射。第二次发射是于1997年10月15日向土星发射“卡西尼”(CASSINI)探测器。

大力神-4B是在大力神-4A的基础上进行改进的,主要目的是提高可靠性、运载能力和操作效益。大力神-4B计划历时9年,耗资10亿美元。与大力神-4A相比,大力神-4B主要改进了推进系统、箭载电子设备和地面处理设备等,其中固体助推器是最新研制的。3