质子火箭(全球十大顶尖运载火箭)
全球十大顶尖运载火箭
一、长征二号F运载火箭(中国)
概述:长征二号F运载火箭(CZ-2F或LM-2F)是由中国运载火箭技术研究院研制,它是在长征二号捆绑运载火箭的基础上,按照发射载人飞船的要求,以提高可靠性,确保安全性为目标研制的运载火箭。长征二号F火箭自1992年开始研制,1999年11月19日首次发射并成功将中国第一艘实验飞船"神舟一号"飞船送入太空。由于多次成功发射神舟系列飞船并被央视直播报道其发射过程,已成为中国长征系列运载火箭家族中的"明星"火箭。截至2019年4月24日,长征二号F运载火箭正在进行正(试)样产品组批生产。
值得一提的是,神舟十二号飞船于2021年6月17日9时22分,搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射,是空间站关键技术验证阶段第四次飞行任务,也是空间站阶段首次载人飞行任务。
特点:火箭由四个液体助推器、芯一级火箭、芯二级火箭、整流罩和逃逸塔(发射空间站则不包含)组成,全长达58.34米,是目前我国所有运载火箭中长度最长的火箭,安全系数达0.97。
长征二号F运载火箭由箭体结构系统、动力装置系统、控制系统、推进剂利用系统、故障检测处理系统、逃逸系统、遥测系统、外测安全系统和附加系统及地面设备系统共10个系统组成。
助推器、芯级第一级、芯级第二级、整流罩、逃逸塔等箭体结构组成了火箭的"身体"。助推发动机、一级发动机、二级发动机是火箭的"动力和心脏"。控制系统是火箭的"大脑和神经"。为了更加充分有效地利用火箭装载的燃料,火箭上还设计了推进剂利用系统,能够保证二级火箭的氧化剂和燃烧剂同时燃烧完毕。
——为了保障航天员的安全,保证即使在突发的意外情况下航天员依然能够顺利得到解救,脱离危险的故障火箭,长征二号F运载火箭设置了故障检测处理系统,用于参数检测、判断,在发现火箭出现重大故障时发出逃逸指令,并按逃逸模式执行逃逸指令。火箭的逃逸系统是故障检测处理系统的执行机构,处于火箭最前端的尖状物就是逃逸塔。
——为了测量火箭的弹道,接收地面逃逸指令和安全控制指令,火箭设置了自己的安全系统。为了了解火箭飞行过程中的工作情况,火箭上还设置了遥测系统,它能够测量、记录和发送火箭在飞行中的所有工作参数和环境参数,为故障检测处理系统提供检测参数,同时为地面故障判断实时提供遥测参数,这两个系统都需要同地面的测量设备协同工作,地面测控站和远在太平洋的"远望号"测量船则需要接收火箭传回的信号,并给火箭发出相应的控制指令。
长征二号F火箭上增加了自动故障检测处理系统,这套系统可以在飞船待发射阶段和上升阶段自动进行故障检测,一旦有问题它会自动报警。假如航天员正在塔架上尚未进舱,他们可以就近跳进塔架上的逃逸布袋,布袋是用一种弹力很强的特殊帆布做的,航天员跳进去后用四肢的阻力来控制下降的速度,像乘软滑梯一样从上面一直滑到地下室的安全地区。假如航天员已经进舱,这套系统可以指挥火箭顶部的逃逸塔自动点火,把飞船返回舱拽离火箭,安全降落。
——为保证航天员的安全,长征二号F火箭还取消了其他火箭一旦姿态不稳便自动自毁的功能,配备了逃逸系统,一旦出现意外,它可以随时启动。逃逸塔在飞船的顶部,塔高8米,从远处看像是火箭上的避雷针。它的任务是在火箭起飞前900秒到起飞后120秒时间段内,也就是飞行高度在0公里至40公里时,万一火箭发生故障,它可以拽着轨道舱和返回舱与火箭分离,并降落在安全地带,帮助飞船上的航天员脱离险境。逃逸塔分离后到抛整流罩前(40~110公里)出现故障由整流罩上的高空分离发动机逃逸,抛整流罩到飞船入轨前(110~200公里)出现故障飞船可以直接和二级火箭分离,紧急返回。