天頂2號運載火箭
此條目需要補充更多來源。 (2016年12月16日) |
天頂-2運載火箭（俄語：Зени́т-2）蘇聯於1970年代開始研製的中型運載火箭，是天頂號運載火箭中的兩級型號。美國國防部對這種火箭的代號是「SL-16」，美國國會的謝爾頓命名法（用於識別火箭的衍生型號）則稱其為「J-1」。
 天頂-2運載火箭(拜科努爾航天發射場，2001年12月10日) | |
| 用途 | 中型運載火箭 |
|---|---|
| 製造者 | 南方設計局、南方機器製造廠 |
| 製造國家 | 天頂號-2:  蘇聯/ 俄羅斯[1] |
| 外型及質量參數 | |
| 高度 | 57-59.6 公尺 (187-195 呎) |
| 直徑 | 3.9公尺 (12.7 呎) |
| 質量 | 444,900 -462,200 公斤 (1,011,700 - 1,038,000 磅) |
| 節數 | 2 或 3 |
| 酬載量 | |
| 近地軌道 有效載荷 | 天頂號2 - 13,740 公斤 (30,290磅) |
| SSO 有效載荷 | 天頂號2 - 5,000 公斤 (11,000 磅) |
| 發射歷史 | |
| 現況 | 現役 |
| 發射場 | 拜科努爾航天發射場LC-45 |
| 總發射次數 | 37 |
| 成功次數 | 31 |
| 失敗次數 | 6 |
| 首次發射 | 1985年4月13日 |
| 第一節 | |
| 引擎 | 1 RD-171 |
| 單引擎推力 | 8180千牛頓 |
| 比衝量 | 337 秒 |
| 推進時間 | 150 秒 |
| 燃料 | 煤油/液態氧 |
| 第二節 | |
| 引擎 | 1 RD-120 1 RD-8 |
| 單引擎推力 | 912千牛頓 79.5千牛頓 |
| 比衝量 | 349 秒 |
| 推進時間 | 315 秒 |
| 燃料 | 煤油/液態氧 |
| 第三節 (Zenit-3SL/3SLB) – Block DM-SL | |
| 引擎 | 1 RD-58M |
| 單引擎推力 | 84.9千牛頓 |
| 比衝量 | 352 秒 |
| 推進時間 | 650 秒 |
| 燃料 | 煤油/液態氧 |
天頂-2基本型
天頂-2的研製工程於1976年3月16日獲得蘇聯政府批准[2]；此前已經在1974年4月時完成了火箭的初步設計。該工程可以看作是能源-暴風雪號穿梭機工程的一部分，因為天頂號的第一級就是能源號火箭的助推器，「天頂-1」的代號也因此被該助推器佔用了。火箭的總體設計由南方設計局負責，總設計師為弗拉基米爾·烏特金。設計者曾打算把天頂號作為一個覆蓋不同運載能力的火箭家族來開發，但最後只有中等運載能力的方案被真正實施，這就是天頂-2。
天頂-2是兩級結構的運載火箭，級間分離方式為半熱式。各級的發動機都使用了無公害的推進劑成分：液氧和煤油。火箭的第一級採用一台威力強大的RD-171四室發動機，該發動機與能源號助推器採用的RD-170不同的是其噴管可以沿兩個方向軸擺動（而RD-170隻有一個可動方向軸）。實際上，天頂-2的第一級就是靠這種推力向量噴管（其偏轉角可達6度）來進行姿態控制。火箭的第二級採用一台RD-120單室發動機，還安裝有一台11D513游動發動機用於姿態控制。11D513的工作時間可以達到375秒。天頂-2的一個古怪特點是，推進劑並不是按最佳比例在兩級之間分配的。這是因為受限於鐵路運輸車輛所能承載的貨物長度，要想把火箭以裝配完畢的形態運輸到發射場就不得不縮短第一級的燃料貯箱。
按照蘇聯政府最早的設想，天頂-2應從位於俄羅斯境內的普列謝茨克發射場發射。但在1980年代時，蘇聯為了大力推行暴風雪號穿梭機計劃，把其航天部門的幾乎全部骨幹力量都集中在了哈薩克斯坦的拜科努爾（只有那裏有條件執行能源號火箭的發射任務）。因此天頂-2首飛時使用的發射設施也被建在了拜科努爾，而且最後也只建了這一套設施，從普列謝茨克發射的計劃在蘇聯解體後被取消了。在拜科努爾，天頂-2擁有45號發射陣地上的兩個發射台（現在只有一個能用）。天頂-2的發射過程實現了完全自動化，不需工作人員在現場操作，從而減少了因發射失敗導致人員傷亡的可能。
天頂-2在1985年4月13日從拜科努爾發射場進行了首飛（比原計劃推遲了3年，因為RD-170/RD-171發動機的研製遇到了困難），所攜帶的物體是一個具有一定質量的模擬載荷。蘇聯原打算讓使用天頂-1助推器的能源號火箭先試飛，但能源號的研製進度因各種技術問題被嚴重拖慢，不可能先於天頂-2上天。1987年，軍方正式採用天頂-2作為發射軍用航天器的運載工具。天頂-2先後發射過「處女地」系列電子偵察衛星，「鷹」系列偵察衛星和「颶風」有人太空戰鬥機的模型。颶風號太空戰鬥機計劃即使在冷戰時期都是一個過於瘋狂的計劃，在用天頂-2發射了一架大概是等質量的模型後，該計劃在1987年被取消了。1990年10月4日，天頂-2在發射一顆處女地-2衛星時發生了嚴重事故。由於第一級發動機故障，火箭在起飛3秒後墜落，完全破壞了45號發射陣地的一個發射台，該發射台以後再未修復。後來的天頂-2都是使用另一個發射台（該發射台在事故發生兩個月後才完工）發射的。此外，對火箭進行了兩年的改進，以免出現類似問題。
在蘇聯解體後，俄羅斯繼續與烏克蘭合作生產一定數量的天頂-2，基本都是用來發射「處女地-2」系列軍事衛星。
天頂-M
天頂-M是俄羅斯與烏克蘭新研製的一種天頂-2改型，其主要特點是安裝了新控制系統和改進過的發動機。天頂-M在2007年6月29日成功地進行了第一次發射，將宇宙-2428（據推測是一顆「處女地-2」系列電子偵察衛星）送入軌道。天頂-M的具體性能參數尚不清楚。
另外，將天頂-M分別加上一個「弗雷蓋特」上面級或「DM組級」上面級，就形成了兩種三級火箭：天頂-M/弗雷蓋特和天頂-M/DM組級（也叫天頂-3M）。 加裝上面級之後，火箭就擁有了將載荷送入更高的軌道（如地球同步軌道）的能力。天頂-M/弗雷蓋特預計將在2008年發射，而天頂-M/DM組級的商業型號天頂-3SLB已經於2008年4月28日首飛成功。天頂-M/DM組級的研製可能利用了在天頂-3SL計劃中發展起來的技術（天頂-3SL也使用DM組級上面級，這種上面級只有俄羅斯能製造）。
天頂-2SLB
天頂-2SLB是海射公司（商業天頂號「天頂-3SL」的發射服務提供商）新推出的一種用於商業發射的兩級火箭，但不是從奧德賽海上平台發射，而是從陸地上（拜科努爾發射場）發射。為此海射公司成立了陸上發射部門。天頂-2SLB的具體參數還不清楚，可能它就是天頂-M用於商業目的時的代號。該火箭是沒有上面級的。
參考來源
- 《跨越千年：世界航天回顧與展望》，（俄羅斯）基謝列夫、梅德維捷夫、梅尼希科夫等著；ISBN 978-7-5612-2105-1
- 《中國航天》，2004年12月號，26頁