[科普中国]-闪电号运载火箭

闪电号运载火箭

在研制中，最复杂的向题是如何保证第四级(“几”级)在失重条件下的点火。“几”级的结构与“东方号”的“E”级相似，并且也采用液氧、煤油推进剂。因为它在点火前多少要在空间环境中停留一段时间，所以必须采取可靠的防热措施。在上升段，为防止动压头的影响，需把它同有效载荷一起放在头部整流罩内，待第二级开始工作后才打开。为了最大限度地利用整流罩内的有效空间，这级火箭采用了球形贮箱，并在环形贮箱之间安排控制第三、第四级飞行的自动装置。整个“几”级通过一种桁架结构与“H”级相连。桁架上除装有自由滑行段(第三级分离后)的稳定系统外，还装有个固体火箭发动机，用来产生第四级往失重条件下点火所需要的初始轴向加速度。第四级开始工作后、依靠本身的工作保持飞行稳定性,因而桁架失去作用而被抛掉。当达到预定速度时,液体火箭发动机熄火,火箭壳体与有效载荷分离。1

闪电号在1960年的头两次发射都失败了。一次是在10月10日，另一次是在10月14日。这两次失败的发射所携带的载荷都没有被赋予名字，实际它们都是原计划对火星进行探测的行星探测器。

在前两次发射失败后（也有报道认为在1960年还有一次失败的发射），闪电号在1961年2月4日将卫星7号重型人造卫星送入太空，这是该火箭的第一次成功发射。卫星7号创造了当时的世界纪录：全重6483千克，比东方号宇宙飞船还重，是当时人类发射的最大的航天器。

闪电号火箭被用于发射苏联的一些最早的星际探测器。它在1961年2月12日成功地发射了世界上第一颗金星探测器金星1号。1962年11月1日，闪电号火箭又发射了世界第一颗火星探测器火星1号。

1965年8月23日，闪电号成功地发射了闪电1-01通信卫星，该火箭因此而得名。

闪电号运载火箭主要用来发射军用卫星。它从未被用于发射地球同步轨道载荷。闪电号的主要发射场是俄罗斯境内的普列谢茨克。

闪电号运载火箭目前处于退役状态。

发展历史东方号运载火箭虽然能把载荷送往月球，但其运载能力还太小，而且发射时间还受到发射窗口的限制。要想进一步完成行星际探测任务，就需要研制一种多级运载火箭，能将有效载荷连同末级火箭送入转移轨道，再从转移轨道发射末级火箭，将载荷加速到行星际飞行所需要的速度。这样就可以使向月球的飞行不再受发射窗口的严格限制，做到在一年的任何一天都可以用同样的能量消耗来发射月球探测器，还可以完成以往无法实现的探测金星或火星的任务。这样的一种运载火箭也是发射通信卫星所必需的。设计计算表明，只要在卫星号运载火箭的基础上增加两个上面级就可以做到这一点。这种四级火箭可以将飞往月球的有效载荷从东方号运载火箭的300公斤提高到1600公斤，可以将1000至1100公斤重的有效载荷送往金星或火星，还可以发射1600公斤重的通信卫星。这种运载火箭由于后来被用来发射“闪电”通信卫星，因此被命名为闪电号运载火箭。2

闪电号运载火箭的第一、二级仍采用卫星号运载火箭的第一、二级,只是由于上面增加了两级，重量较大，因而需要相应地增大第一、二级结构的强度与刚度。第三级叫做H级，长约8米，直径2.6米。它是以东方号运载火箭第三级的PO一7发动机为基础并且最大限度地利用科罗廖夫领导设计的另一种火箭所用的制造工艺和工艺装备而研制成的。推进剂仍用液氧和煤油。H级结构由煤油箱、箱间段、液氧箱和尾段组成。球形煤油箱放置在液氧箱的上方。尾段用于放置第三级发动机并与彬架式级间段相连接。

第三级的发动机由柯兹贝克设计局研制，实际上是用四台PO一7发动机并联而成的，但用一台涡轮泵向四个燃烧室供应推进剂，还用四个小型摆动喷管来控制飞行姿态。发动机真空推力30吨，真空比冲330秒。二、三级之间的级间分离和东方号运载火箭的一样，也采用热分离方案。第四级叫做几级，长约3.1米。直径2.58米。第四级的结构和发动机是由科罗廖夫领导的设计局的一个新建单位参照东方号运载火箭第三级在较短的时间内研制出来的。其结构类似东方号运载火箭第三级的结构，也采用环形推进剂贮箱。发动机是苏联第一台以闭路方式工作(燃气发生器产生的燃气驱动涡轮以后仍加以利用)并在真空一失重条件下经过较长时间滑行后从转移轨道点火工作的液氧/煤油发动机。发动机的真空推力7吨，真空比冲340秒。第四级由两个环形推进剂贮箱、箱间段和尾段组成。由于第四级在与第三级分离后有一个自由滑行段，因此需要采取可靠的防热措施以减少液氧的蒸发损失，还要解决第四级在自由滑行后在真空失重条件下的可靠点火问题。第四级借助彬架式级间结构与第三级连接，但级间分离采用冷分离方案。在第四级的箱间段装有控制第三、四级飞行的自主式控制系统仪表。在第四级自由滑行期间(即两级分离后至第四级发动机点火的期间)依靠装设在析架上的定向与稳定系统使火箭保持飞行稳定。在此析架上还装有四台小型固体火箭发动机(即沉底发动机)，用以保证第四级发动机在失重条件下点火所需要的初始轴向过载。在第四级发动机点火工作之后，改由第四级发动机及其四个摆动喷管来控制，这样彬架结构及安装在彬架上的系统和固体发动机就成了多余物,因而可以抛弃。第四级将有效载荷加速到预定速度后，就使第四级发动机关机并使有效载荷脱离第四级。为了使第四级和有效载荷在大气层飞行期间免遭动压头的影响，在其外部套以整流罩。整流罩在第二级开始工作不久后抛弃。

闪电号运载火箭最早在1961年2月4日发射重达6吨多的苏联第七个人造卫星，考验了前三级的工作，8天之后成功发射643.5公斤重的“金星”1号自动行星际站，翌年11月1日又成功发射“火星”1号(重893公斤)，1964一65年间又发射“探测器”1至3号。后来又发射“月球”4至14号、“金星”1至8号、几十颗“闪电”通信卫星、“预报”卫星以及列入“宇宙”系列的军用预警卫星等。2

基本资料闪电号运载火箭

|| ||

外形和质量参数

|| ||

助推器

|| ||

第一级

|| ||

第二级

|| ||

第三级

|| ||

运载能力

|| ||