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出鞘:长征11号火箭搞海上发射真的只为省钱?

发布日期:2022-12-31 09:46

本文摘要:6月5日我国在山东青岛市四周的黄海北部海域,乐成使用民用万吨货轮改装的海上平台发射了长征11号运载火箭,使得我国成为继俄罗斯之后全球第二个拥有海上火箭发射技术的国家。这不仅是中国首次在海上发射运载火箭,也是全球自2014年以来首度海上发射卫星。此次长征11号火箭搭载的是吉林一号高分03A等七颗卫星。 那么在已经拥有位于低纬度的海南文昌发射基地的情况下,我国为何还要生长海上发射技术,这在军事方面又有何应用价值?本期《出鞘》就来谈长征11号的首次海上发射。

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6月5日我国在山东青岛市四周的黄海北部海域,乐成使用民用万吨货轮改装的海上平台发射了长征11号运载火箭,使得我国成为继俄罗斯之后全球第二个拥有海上火箭发射技术的国家。这不仅是中国首次在海上发射运载火箭,也是全球自2014年以来首度海上发射卫星。此次长征11号火箭搭载的是吉林一号高分03A等七颗卫星。

那么在已经拥有位于低纬度的海南文昌发射基地的情况下,我国为何还要生长海上发射技术,这在军事方面又有何应用价值?本期《出鞘》就来谈长征11号的首次海上发射。海上发射,其实就是将在陆地上的发射场搬到了大海之上,从而避开了由于土地问题造成的发射场位置影响,可以实现在全球任何海域中的最佳位置执行任务,让火箭在最有利的位置焚烧,从而降低卫星发射成本。通常情况下,海上发射的位置一般会选择在赤道地域,因为地球自转能在赤道上到达最大的旋转速度,在此发射火箭能获得最大的分外发射速度增量。除了增加发射速度增量外,火箭在赤道地域的海上执行发射任务,还能消除卫星轨道到达零度倾角所需要的轨道平面变化,使得火箭运载能力获得了进一步的提升。

好比以火箭从北纬28.5度的卡纳维拉尔角发射为例,相比在赤道发射,其能到达地球静止轨道的载荷相对淘汰15% -20%。此外海上发射还能降低在人口麋集地域发射的风险,制止造成不须要的人员产业损失。虽然我国文昌航天发射场,已经比力靠近赤道了,可是它的纬度还是在19度。

有一些卫星发射任务,是需要倾角最好能到5度甚至更小,所以说纵然是在海南发射,它对运载的要求也比力大。换句话说,只是大马拉一个小车,这是很不划算的,故而中国火箭研制人员一直在思量将适当的小火箭灵活灵活地拉到更靠近赤道的地方,来实现这种海上发射,以满足一定的卫星发射需求。固然海上发射能靠近赤道的“优势”也是相对而言的。

虽然在外界认知中,普遍应该是发射场纬度越低,火箭所耗燃料越少,但事实上这仅是对地球同步轨道等而言的。对于太阳同步轨道,由于轨道自东向西逆行,纬度越低,自转带来的速度就越高,而火箭发射需要克服掉的速度就越高,这种情况下是要更泯灭燃料的。

一般太阳同步轨道倾角在97到102度之间,火箭发射场的纬度越大,载荷飞到目的逆行轨道的难度其实也就越低。其实自上世纪60年月起,美俄两国就曾做过多次海上平台发射试验,厥后美国因为拥有好几个靠近赤道的发射基地,就爽性放弃了这一技术,只剩领土偏居高纬度的俄罗斯继续坚持了下来。俄罗斯天顶3号SL火箭的海上发射能力如今已经到达在赤道四周,能发射6吨多重的载荷到同步转移轨道的田地,可说是很是强悍了。但实际上,这家公司在20多年的营业中仅发射了30多次,而且在2007年还发生过一次火箭爆炸事故,生意可以说是相当昏暗。

俄罗斯招揽不到生意是因为,虽然使用海上发射平台能够以更低的成本将载荷送上倾角较低的中高轨道,但这种低倾角轨道的问题在于,只管卫星对赤道四周地域的会见率较高,可赤道地域的国家不外也就是一些东南亚、中非和中美的小国而已,他们的发射需求实在太低。所以这几十年来,俄罗斯的海上发射一直只能承接一些拜科努尔发射场丢下的残羹冷炙。一般海上发射需要一个较为海不扬波的海况。对于液体火箭来说,测试、起竖和加注的全流程一般都需要一个平稳的情况,而且这套流程往往要长达数天之久,海上发射对后勤保障要求极高。

而固体火箭由于集成度高,燃料已事先装填,无需加注,测试、发射流程简朴,只要在射前很短的时间内起竖就行。所以世界上固体火箭的发射准备时间普遍会比液体火箭短一个数量级,以长征11号为例,它发射准备时间就缩减到了24小时以内。由于上述原因,相比于俄罗斯海上发射使用的是液体火箭,中国此次选择了使用固体燃料的长征11号火箭。

固体火箭在储存性方面,较传统的液体火箭具有一定优势,同时较小的起飞重量,也使其对发射平台的影响降低。好比起飞重量120吨的长征11号火箭,使用一艘平板驳船类的平台即可完成发射任务。不外虽然中国使用固体火箭规避了一些海上发射的难点,可是长征11号火箭的搭载能力相对不足的问题却仍是无法例避的。

现在中国已经开始研制可在海上发射的更大型固体运载火箭了,好比长征11号火箭的革新型。据悉革新型火箭的一级发念头由直径2米提升到了2.65米,推力也由120吨提升到了200吨,装药量则由35吨提升到了71吨。

此外发念头的壳体也由原先的钢壳体,生长为高性能纤维缠绕复合质料壳体,这使得发念头综合性能更为先进、运载能力大幅提升,预计革新型火箭在700公里太阳同步轨道的运载能力可从400公斤左右提升到1.5吨左右。此外海上发射在选用固体火箭或液体火箭时,其对发射平台振动等要求也差别。

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以俄罗斯海上发射公司所使用的天顶3号SL火箭为例,它为了确保宁静,不仅使用了液氧和煤油作为第一级发念头的燃料,同时在执行发射任务时,用于发射火箭的“奥德赛”平台也需要加注15000吨海水,从而使排水量从3.1万吨暴增到了4.6万吨,以切合海上发射时的振动要求。而中国由于接纳固体火箭,对海上发射平台的要求降低了不少,一般仅用大型半潜式驳船举行浅易改装即可。固然固体火箭在海上发射同样也存在不少问题。

正如前面所提到的,低纬度发射只有在载荷准备运行于地球同步轨道的情况下才气降低成本,而用固体火箭来打地球同步轨道却太过“奢侈”,要么火箭自己要5级起步,要么载荷重量就低得可怜。俄罗斯解决的措施,是直接硬上使用液体燃料的天顶3号火箭,但这又会导致前面所提到的液体火箭海上发射的劣势了,况且现在我国似乎也没有能在海上发射平台发射的液体火箭型号。

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那么海上发射技术有没有什么军事意涵呢?我们不妨再拿出俄罗斯生长海上发射技术的案例。俄罗斯曾使用海上发射技术,在1998年7月使用“新莫斯科夫斯克”号德尔塔IV级战略核潜艇发射了一枚无风-1型运载火箭,乐成将德国研制的两枚通信卫星发射升空,而这次发射也成为了人类历史上首次从核潜艇上举行的水下卫星发射。

值得一提的是,据《俄罗斯报》5月8日报道称,其时卖力指挥发射的“新莫斯科夫斯克”号潜艇艇长尼古拉·叶夫梅诺夫,还在克日被任命为了俄罗斯水师的新任总司令。无风-1型运载火箭由R-29RM潜射导弹改装,主要是将原来安装核弹头的地方改用来安装卫星,此外原来用于制导的天线也被改成发射卫星所需要的测控装置,控制导弹航行的软件也做了调整。

不外由于核潜艇弹舱有限,火箭的体积不能设计的太大,火箭的运载能力因此也大大受限,无风-1型火箭的两次发射中,最重的卫星也只有77公斤。面临当今动辄几吨重的各种卫星,这个运载能力实在是捉襟见肘,这也是该火箭仅举行过两次发射的原因(另一次是在2006年发射了一枚用于地球磁场变化与地震研究的卫星)。从俄罗斯的案例来看,只管效益不彰,海上发射技术还是具有一定的军事价值的,尤其对于战时保障各种作战卫星。

况且长征11号火箭自己就是我国用于紧迫发射、战时发射、应急补射卫星的焦点火箭,是我军太空卫星网络的重要灵活气力。以苏联为例,他们在阿富汗战争时曾在战区上空紧迫部署了一套卫星通讯系统,用于各队伍尤其是运输机队伍的通讯问题。

同样我国使用长征11号火箭,一天内也能在太空建设一个小型卫星星座,保障作战。而海上发射技术的用途则在于,一方面在陆基发射场和陆基应急火箭被摧毁的情况下,可以使用潜射火箭来增补,另一方面则是能避开美军关岛基地对我低纬度轨道卫星发射时的拦截。

思量到长征11号火箭自己就是东风31洲际弹道导弹的“军转民”型号,而东风31洲际弹道导弹则与巨浪2潜射弹道导弹有着牵扯不清的技术关系。我军完全可以使用掌握的长征11号火箭的海上发射技术,对巨浪2/3潜射导弹举行部门改动,从而使094战略核潜艇和未来的096战略核潜艇具备一定战时应急补发卫星的能力。固然上述看法现在仅是推测,不清除我国将长征11号火箭搬到海上,也仅仅是出于经济效益思量而已。

究竟相对于SpaceX公司能免费租用发射场(人员用度仍自己出,约占发射成本的一成左右)差别的是,我国火箭发射单元使用发射场不仅法式相对繁琐,而且成本偏高(有说法指其占发射成本近四成)。长征11号的海上发射技术成熟后,显然能在我国微小卫星市场蓬勃生长的当下,进一步降低市场准入门槛。那么本期《出鞘》就到这里,我们下期再见。


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