联盟号运载火箭世界之最(俄罗斯至今使用的联盟

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2006年联盟-2运载火箭准备发射

1954年5月20日,苏联部长会议做出第956-408号决议,进行洲际弹道导弹总体的研制工作,将该工作交由科罗廖夫的ОКБ-1设计局,携带热核弹头的导弹射程趣怪网希望达到10000千米。

为了保证国产洲际弹道导弹的顺利试验以及摆脱美国设在土耳其的情报部门雷达站对于卡普斯京亚尔的监视,苏联决定建立新的专用发射场。为此,专门成立的勘址委员会在远东、北高加索、里海沿岸等地区中,经过严格论证和考察,确定了新的点。1955年2月12日,苏联部长会议作出292-181号决议,创建国防部第5科学-研究试验靶场(Байконура拜科努尔,1982年归宇航总局)和在卡姆恰托克(克柳奇)的独立科学试验站。苏联部长会议决定将靶场建在秋拉-塔姆村(Тюра-Там),很快进行了大规模建设。1955年6月2日,苏军总参谋部颁布命令确定了靶场的组织编制结构并正式开始建设,这一天成为了靶场诞生纪念日,靶场首任主任是А.И.涅斯捷连科。现在全世界都知道它的名字“拜科努尔航天发射场”,而军方则将其称之为“秋拉-塔姆”。

拜科努尔航天发射场

1956年3月1日,苏中中央主席团会议做出决议-研制远程导弹Р-7(О дальней ракете Р-7),力求在当年底完成导弹研制工作。整个研制工作由萨布罗夫、乌斯季诺夫、卡尔姆切夫、福尔佐夫、涅先科和拉亚比科夫组成的委员会负责。不久之后的3月20日通过了第379-243号决议-关于P-7导弹(Об изделии Р-7)。决议要求在5月10日以前完成设备的工厂安装调试;7月底前完成发射台测试;所有导弹部件及其测试在9月底前完成;当年11月或者12月进行第一次导弹发射。

此后几个月,第88科研所的试制工厂制造出了首批导弹部件,并开始了点火试验。而增大了飞行距离的Р-5МРД实验导弹也进行了发射。

在发射台上的P-7导弹

1956年10月,导弹各部件分批运抵发射基地。经过组装完毕后的导弹长约30米,最大宽度10米,重达300吨,最大推力486吨,是当时世界上最大的导弹。1957年3月13日,导弹进入技术阵地。5月15日,苏联进行了第一枚洲际导弹P-7(8K71)的试验,不过实验失败。之后的6月10日和7月12日的发射分别由于控制系统故障以及导弹在发射时烧毁也宣告失败。接连的三次失败,让总设计师科罗廖夫感到痛苦、彷徨和焦虑。经过事故分析后,同年8月21日终于在拜科努尔靶场成功进行了第一枚洲际导弹P-7的试验,弹头重量模型飞完了5600千米航程,到达勘察加靶场。之后专门生产了16枚用于发射试验,其中4枚达到勘察加靶场,但总体偏差很大。1959年7月30日,进行了带核弹头的导弹试射,根据实验结果,纵向偏差1.75千米,横向偏差0.75千米。

1957年8月导弹 试验人员合影

出于冷战的需要,苏联一反军事技术秘而不宣的老传统,由塔斯社在1957年8月27日发表了一则轰动全球的公告“8月21日,世界上第一枚多级远程弹道火箭向太平洋进行全程发射试验成功。火箭试验进展顺利。经过短时间的远距离飞行之后,火箭在预定区域降落,完成了一次前所未有的飞行!试验结果表明,这种导弹能够发射到地球上任何地区,与之相比战略轰炸机已经远远落后了”。这种报道显然是在暗示苏联在核武器运载工具上已经超越了美国,苏联具有把核武器发射到美国本土的能力。

在此之后的1957年10月4日22时28分34秒,苏联使用P-7导弹改装的运载火箭“卫星”号(Спутник,8К71ПС)将苏联也是世界上第一颗人造卫星“卫星-1”(Спутник-1)号送入近地轨道。

1960年1月20日,P-7导弹开始战斗执勤,同年11月20日正式列入装备。导弹第一级安装有4台6燃烧室航程适量液体火箭发动机РД-107,地面推力78吨和1台8燃烧室航程适量发动机РД-108,地面推力71吨。导弹最大飞行距离8000千米,最大发射质量283吨,推进剂质量250吨,弹头重5.5吨,最大速度7900米/秒,核装药威力300-500万吨TNT,弹长31.4米,弹体直径11.2米,射击精度2.5-5千米(极限偏差10千米)。在注满推进剂情况下导弹可以保存30天,导弹发射准备时间12小时。这型导弹仅仅生产了4枚,目标分别指向了纽约、华盛顿芝加哥洛杉矶

P-7导弹结构图

P-7导弹结构示意图注释

1-弹头;2-仪器舱;3-芯级;4-芯级氧化剂箱;5-导弹承力增强箍;6-芯级球形底座;7-助推器支承椎体;8-级间分离系统喷器口(喷嘴);9-盖;10-芯级燃料箱;11-助推器;12-助推器氧化剂箱;13-带氧化剂输送管的隧道管;14-助推器燃料箱;15-芯级和助推器的环形液氧箱;16-芯级和助推器的环形过氧化氢箱;17-芯级主发动机;18-芯级游发动机;19-助推器主发动机;20-气动舵;21-助推器游发动机

虽然苏联先于美国拥有了世界上第一枚洲际弹道导弹,但由于受到当时技术等的制约,整体来看表现平平。

导弹的整体结构设计与齐奥尔科夫斯基在1896年提出的火箭设计方案十分相似。为了能够最大限度产生更大的推力,将导弹投送到8000千米以外地点,导弹采用了“捆绑”式发动机结构,即有1个中央发动机,在中央发动机四周捆绑4个助推器。中央发动机直径达到2.95米,长28米,带4个燃烧室和4个作为方向舵使用的游动发动机燃烧室,可以产生71吨推力。4个助推器,每一个长19.2米,最大直径2.68米,带有4个主燃烧室和2个游动发动机燃烧室,每个可以产生约70吨推力。导弹发射时,4个助推发动机先工作,然后中央发动机再点火工作。这就意味着导弹点火发射时,4个助推器的24个导弹发动机(16台主发动机和8台游动发动机)要正常工作。要达到如此高的可靠性,在当时的技术条件下显得十分困难。正如前文所述,在导弹成功发射之前的几次失败重要原因就是发动机工作不可靠。而且,混合推进剂在失重条件下的点火尚未解决。在地面状态下,情况还不算太坏。但第二级在高空启动时则变幻无常,有时能启动有时不能。

P-7导弹的一级发动机РД-107

而最困难的莫过于作战阵地和配套设施的建设。在决定批量生产导弹时却蓦然发现当时根本没有哪一家工厂能够生产这个最大直径达到10米的庞然大物。不得已,苏联最高当局决定将生产轰炸机的古比雪夫飞机制造厂临时转产该型导弹。由于导弹体积庞大,即便简单的只是将导弹发射出去,就需要面积很大的发射坪。而根据当时的战备要求,导弹发射场必须建在人烟稀少、交通不便的地区。在这样的环境和条件下,需要挖出上万立方米泥土,再在场坪上铺覆一层厚厚的水泥,工程量之大与所需时间之长,大家可想而知。

,仅仅建造发射坪还不够。导弹还需要无线电来实施飞行控制。由于导弹自身不完善的自主控制系统,需要采用无线电校正系统,才不致使导弹偏离目标几十千米。不过由此造成的问题是如果敌方在边界地区设置超大功率无线电干扰,导弹会一下子失去目标。做为一个导弹发射基地,至少需要配套建设3个大型无线电控制站才能保证导弹的正常作战使用。按照要求,这些配套的无线电控制站必须建在连人都难以通过的森林和沼泽地带。修建这样的一个控制站,往往需要铺设数百甚至数千千米的道路,还要修建和安装相应的电力设施和设备,难度极大。赫鲁晓夫在其回忆录中也提到“虽然导弹本身射程超过7000千米,我们却要每隔500千米沿路设置制导系统,才能引导导弹飞向目标”。

苏军工程建设官兵

,按照苏联军当要求,导弹装备部队必须始终处于带发射状态,导弹发射准备必须能够在几个小时内完成。而导弹在发射前加注液氧和煤油,这是一个长时间的过程。加注定额170吨,需要运给导弹400吨液氧。冷却到超低温的液氧和温暖的贮存箱接触时,会立刻沸腾、蒸发。导弹整个发射准备时间需要12小时,保持战备状态不超过8小时。此后将推进剂泄出,导弹在一段时间内就会变成对敌方完全安全的金属部件。为了维持导弹作战必须的液氧加注量,导弹操作人员需要不停地向导弹补加液氧。只要导弹在待机过程中,这项工作就必须不间断进行。为此,赫鲁晓夫专门向导弹设计师科罗廖夫咨询过,在其回忆录中有过详细描写,“我记得我有一次问科罗廖夫这一问题,‘告诉我,谢尔盖-帕夫洛维奇,是否有办法把你的导弹置于经常准备状态,以便在危急时刻一声令下就可以发射?’他说‘不能。’”

在得到这一明确答复后,以及得到关于一个完整P-7导弹发射场需要5亿卢布费用后,赫鲁晓夫断然取消了原先修建几十个导弹发射场的计划,最终只保留了已经开工建设的3个,实际上也只建成了2个。从1959年12月的正式战斗值班到1964年的全部退役,它只是昙花一观的存在了5年,实战部署仅仅只有区区4枚!说到底,“既不能依靠它做为防御武器,也不能依靠它做为进攻武器。不管它的射程怎样,它只不过是对抗美国威胁的一种象征而已”。

运载火箭发射前的检查

在导弹退役后,由于导弹惊人的新结构中采用了煤油和液氧传统推进剂,最终制造了航天运载火箭(“东方”号和“联盟”号就是安装了第3级的P-7弹道导弹)。直至今天,“联盟”号仍然是俄罗斯/苏联把载人宇宙飞船送上地球轨道的唯一运载火箭。

P-7导弹最初发展的运载火箭是“卫星”号(Спутник)。火箭为一级半结构,由芯级和4个捆绑助推器组成,共有20台主发动机和12台游动发动机。火箭全长29.17米,起飞质量276吨,推进剂采用液氧与煤油,起飞推力3900千牛,低地轨道运载能力1300千克,共发射了3次。

运载火箭发动机装配车间

为了发射更大、更重的卫星和载人飞船,苏联在其基础上发展了“东方”号、“闪电”号和“联盟”号运载火箭。

“东方”(Восток)号运载火箭1959年1月2日首飞,发射了苏联第一个月球探测器和世界上第一艘宇宙飞船,后来主要用于发射“东方”号飞船、“宇宙”号卫星、气象卫星、遥感卫星、电子侦察卫星等。1988年5月,该火箭还进行了苏联商业发射。火箭为两级半结构,基本是在“卫星”号基础上增加液氧/煤油第二级,低地轨道运载能力4300千克。火箭全长38.4米,底部最大直径10.3米,起飞质量287吨,起飞推力4942千牛。

卡卢加航天博物馆中的东方-1号运载火箭

“闪电”(Молния)号1960年10月10日首飞,第二级改用推力更大的发动机,并增加了第三极。火箭闪电轨道运载能力1600千克,主要用于发射“闪电”号通信卫星、“宇宙”号预警卫星、月球探测器、金星探测器与火星探测器等。火箭全长42米,底部最大直径10.3米,起飞质量306吨,起飞推力4942千牛。

闪电号运载火箭

“联盟”(Союз)号1963年11月23日首飞,是在“东方”号基础上将第二级改为推力更大的发动机,低地轨道运载能力7240千克。用于发射“联盟”号载人飞船、照相侦察卫星、遥感卫星、生物卫星等。火箭全长49.52米,底部最大直径10.3米,起飞质量310吨,起飞推力4942千牛。

一个是昙花一现,另一边却是使用至今。如此巨大的变化,真是令人感叹!

联盟号运载火箭一级发动机尾部特写

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