安加拉号运载火箭

俄罗斯研发的运载火箭系列

“安加拉”系列火箭是苏联解体后俄罗斯研发的首个运载火箭系列，自1994年起由俄赫鲁尼切夫国家航天研究和生产中心负责研制，总共花费已超过1600亿卢布。

简介

安加拉运载火箭是第一种没有独联体国家参与而完全由俄罗斯独立研发的火箭。是俄罗斯赫鲁尼切夫国家航天科研生产中心研制的一种新型运载火箭，该火箭通过使用不同类型的模块，由“安加拉”衍生出轻型、中型和重型三个级别。其性能可超过所有正在使用的同类型运载火箭。

安加拉运载火箭的用途是将航天器送入低、中、高圆形及椭圆形轨道（包括地球静止轨道）和飞向太阳系各行星的转移轨道。为了将不同的有效载荷送入不同高度的轨道，安加拉运载火箭确定了三种配置方案：一是不带上面级的二级火箭，二是带上面级的三级火箭，三是用两枚两级安加拉组合成超大型的一种火箭。

俄成功发射了第一枚“安加拉-1.2BB”轻型火箭。而“安加拉-3”属于中型，有效载荷15吨。“安加拉-A5”属重型火箭，其发射重量达773吨，有效载荷达到24吨。未来还可能研发有效载荷达到35吨的“安加拉-7”。“安加拉”系列火箭投入使用后，俄罗斯将能够在其境内发射所有的航天器，从而保证国家对太空领域的独立探索任务。俄航天部门打算用“安加拉”逐步替代目前俄商业发射的主力——“质子”运载火箭。

开发背景

租金问题

1992年，随着苏联的解体，俄罗斯政府决定研制在国内制造和发射的新一代运载火箭，以摆脱对其他独联体国家设施和发射场的依赖。

前苏联的主要太空发射中心设在哈萨克共和国境内的拜科努尔发射场，在苏联解体后对俄罗斯的太空工业形成困扰。因为哈萨克独立后，俄罗斯形同必须持续租用境外的火箭发射场，也因此每年至少必须付出1.15亿美元的基本租借费用给哈萨克共和国，这对长期预算不足的俄罗斯航天局是笔不小的负担。

污染问题

在拜科努发射搭载剧毒燃料的质子火箭时还存在额外的环境污染风险，万一质子火箭升空失败，剧毒的联氨燃料将会污染发射场的所在地，除引发哈萨克的不满还要负担额外的清理费用。安加拉火箭改使用比较环保的航空煤油(RP-1)作为发射燃料，此燃料与现行的民用喷射机使用的燃料较近似，对环境的负担较小，发射失败也只是烧毁，不至于产生生物毒性。

优势

在安加拉火箭开发完成后，以后主要的发射作业将会移往远东新建造的“东方港”(Vostochny Cosmodrome)宇宙基地，此发射场可发射的轨道倾角十分接近拜科努尔基地的参数，且发射轨道多经过自己境内的无人区或是北太平洋、极区，即便火箭发射失败，也不会衍生索赔与清理问题。

因此安加拉火箭可一举解决以上各项困扰多年的问题，且拜核心火箭模组可随意增减的便利，同系列的火箭燃料箱与发动机均可通用，任务范围最高可将75吨级的货物推送到近地轨道(A7系列)，也一举统一了从“宇宙”一直到“质子”等不同火箭家族所涵盖的任务范围。使得火箭的制造材料能够通用，造价因此大大降低。

火箭技术

型号

KVSK和KVTK上面级

安加拉火箭由通用火箭模组(URM)所构成，类似于美国使用的EELV商用火箭发射模组。当第一级推升火箭如只使用单一火箭与燃料箱的构型即称为安加拉1型，使用三节燃料箱与三具主发动机并联的构型即称为安加拉3型，使用五具燃料箱与五具发动机的称为5型、7具的称为7型。代号缩写为A1、A3、A5、A7。

引擎

安加拉火箭仍延续俄国惯例，发射时仅使用液体燃料火箭引擎作为第一级推力，与欧、美、日的商用火箭最大不同点在于，西方的商用火箭习惯在第一级液体主火箭外再捆绑固态火箭助推器(SRB)作为补充推进力的来源。因俄国传统擅长开发强力的液体火箭引擎，故不采用西方商用火箭常因主引擎推力不足，需借助固态火箭助推器才能获得足够的海平面堆力的混和使用惯例(例如航天飞机、擎天神火箭系列)。

模组

通用火箭模组主要由一具液态氧气槽(oxidizer)与一具煤油(RP-1)燃料槽，结合气化室与RD-191主引擎所构成。借由燃烧RP-1煤油与液态氧助燃剂产生推力。仅拥有单一燃烧室的RD-191主引擎是衍生自强力且拥有四具燃烧室的RD-171引擎。RD-170火箭引擎是有史以来所开发的最强力液体燃料火箭引擎，此前被用于发射苏联巨大的“能量号”火箭上，后衍生型仍使用于乌克兰的“天顶号”火箭上。

第二级火箭则依据构型的不同，而有搭载微风-KM模组(安加拉1.1)或URM-2模组(使用RD-0124A引擎)或KVRB模组等数种不同的搭配方式，大型的5型与7型(A5, A7)则会有第三级甚至第四级推进模组，以适应高同步轨道或深太空探测卫星的发射需求。而衍生型号5P型与7P型则可用来发射最新型CSTS载人太空船(研发中)，一举取代老旧且只能搭载3人的联合号(soyuz spacecraft)太空船。

设计特点

统一的设计概念

以液体火箭技术作为基础，采用统一的模块式设计结构，尽可能采用成熟技术，并引入部分重复使用概念。

模块式设计结构

赫鲁尼切夫国家研究与生产空间中心将安加拉系列火箭称之为“新概念”火箭，这主要是因为他们在设计安加拉火箭时采用了“真正意义上”的模块式设计结构。每种安加拉火箭都是在通用模块的基础上组装而来的，即一子级公共芯级助推器，一子级全部采用以RD-191M型发动机作为推力装置，液氧/RG-1作为推进剂的公用模块。二子级采用以RD-0124型发动机作为推力装置，液氧/RG-1作为推进剂的二子级通用模块。或是采用以KVI-1M型发动机作为推力装置，液氢/液氧作为燃料的新型二子级。前者的真空推力为357t，后者的真空推力为461t。上面级根据不同的任务需要可以从微风-KM,微风-MCU、微风-M和KVRB等几种上面级中进行选择。这样设计的好处是不仅简化了研制与生产过程，而且也有效地降低了研制成本。

先进的成熟技术

应用成熟技术是降低研制成本的有效方法之一，而且赫鲁尼切夫国家研究与生产空间中心在火箭研制技术方面具有丰富的经验，因而他们在研制新型安加拉系列运载火箭过程中采用了大量的先进成熟技术。例如，一子级公共芯级助推器上使用的RD-191M型液体火箭发动机，这种发动机是在RD-170/171型发动机基础上改进而来的；发射准备过程采用了自动发射准备技术；上面级选用了具有轨道机动能力的微风-KM上面级（这种上面级的性能在隆声号火箭的一首次商业验证飞行中已被验证）和可提高运载能力的微风-M上面级；整流罩选择旧型火箭上使用的现成整流罩，如安加拉-1.1使用了隆声号火箭整流罩，安加拉-1.2使用了联盟2火箭整流罩，安加拉-A3、A5使用了质子号和质子号-M火箭整流罩。

可重复使用的公共芯级助推器

火箭系统可以部分或完全重复使用是降低成本的另1种有效方法。“安加拉”火箭的一子级公共芯级助推器即采用了可重复使用技术。这种可重复使用的一子级助推器是在返回式吃行器的技术基础上设计而成的，它的助推性能与非重复使用一子级助推器的相似。不同的是：当一子级与二子完成分离动作后，一子级公共助推器在反作用姿态控制系统与导航系统等的控制下，向普列谢茨克航天发射场飞行，最后借助旋转翼和吸气式喷气发动机等装置在地面上水平着陆。

发射情况

安加拉火箭的首次飞行日期一推再推，俄罗斯航天部门的官员曾经宣布在2003年进行安加拉火箭的第一次发射，但是由于资金的缺少没有实现。

2004年，赫鲁尼切夫航天科研生产中心向银行借贷了60亿卢布用于“安加拉”项目，随后于12月9日和10日，安加拉火箭的URM-1运到了测试工厂，准备进行测试。22日，俄罗斯和哈萨克斯坦同意在拜科努尔建造发射场。

2006年，俄罗斯航天部门的官员说，轻型的安加拉火箭将于2010年到2011年发射。

2007年12月6日，动力机械科研生产联合体对RD-191发动机进行了测试，此次测试使用了液氧供应并装上了转向装置。12月27日，化工自动化设计局（KBKhA design bureau）设计局对RD-0124A发动机进行了点火测试，结果非常正常。

2009年1月19日，动力机械科研生产联合体宣布经过了97次、20,789秒的测试，已经完成最后的点火测试工作。在其中的12次测试中，RD-191发动级的最长工作时间可以达到3,635秒。此时，动力机械科研生产联合体已经可以给“安加拉”火箭提供发动机进行整体火箭的测试。

2009年4月29日，在俄罗斯化工机械制造研究院（NIIKhimmash）的工厂对URM-1的箭体进行了液氧的“致冷”测试，6月18日，又对URM-1进行了填充燃料和氧化剂的测试，7月30日，对URM-1进行了点火测试，燃烧了232秒，此次点火测试是按照正式地发射顺序来进行的，没有出现大的问题，随后进行的2次点火测试也达到期望值。URM-2的测试工作于2009年11月进行，但是没有进行点火测试，只是进行了一些安装调试工作，其次还对隔热系统进行了测试。

2010年3月4日，URM-2进行了液氧的“致冷”测试，6月17日，对URM-2进行了填装燃料和氧化剂的测试。

2014年7月9日，俄罗斯空天防御部队成功试射“安加拉-1.2PP”轻型运载火箭，这是“安加拉”系列运载火箭的首次试射。此次发射原定于6月27日进行，在发射前数十秒因火箭第一级出现技术故障而自动取消。

在2014年12月23日安加拉A5构型火箭的首次发射中，“安加拉A5”将有效载荷送入到赤道上空36000公里的地球静止轨道，证明了该构型火箭的运载能力。

当地时间2020年12月14日，俄罗斯普列谢茨克发射场，“安加拉-A5”重型运载火箭发射升空。据悉，这是俄罗斯2014年以来第二次试射该型号火箭。

2021年10月9日，据俄罗斯Pomorie电视台报道，俄罗斯国防部计划在2027年底前从普列谢茨克发射场进行17次“安加拉-A5”火箭发射。

2022年1月6日消息，2021年12月28日，俄罗斯在普列谢茨克航天发射场第三次试射安加拉-A5火箭，对名为Persei助推器的火箭上面级进行首次测试。据CBS新闻报道，此前发射结果被宣告为成功，官方表示所有操作顺利进行。但助推器显然遭遇了发动机故障，Persei未能按照原计划第二次发动机点火，导致火箭无法到达近地轨道以上的高度。美第18太空控制中队后来证实，火箭残骸于美东时间1月5日16时08分在南太平洋上空再入大气层。

2022年9月7日，俄“礼炮”设计局总设计师谢尔盖库兹涅佐夫在东方经济论坛休会期间向记者表示，“安加拉”火箭的下一次发射计划于2022年10月进行，由 “安加拉-A1.2”轻型火箭执行。

2022年10月15日，俄罗斯国防部表示，一枚“安加拉-1.2”轻型运载火箭搭载一个俄罗斯国防部下属航天器从阿尔汉格尔斯克州的普列谢茨克发射场发射升空。

2023年9月2日，拉沃奇金科学生产联合体（隶属俄航天国家集团）材料显示，该公司计划在2030年后发射俄罗斯“回旋镖”星际探测器，以便采集火星卫星“戴莫斯”（Deimos）上的土壤。计划使用“安加拉”运载火箭从东方航天发射场将“回旋镖”发射升空。

2023年10月2日消息，俄罗斯赫鲁尼切夫国家航天科研生产中心总经理阿列克谢·瓦罗奇科对卫星通讯社表示，恢复“安加拉-A3”中型火箭研制工作的决定尚未作出。

2024年4月11日，据俄罗斯卫星通讯社报道，俄罗斯“安加拉-A5”重型火箭已首次从俄罗斯东方航天发射场发射升空。据报道，当地时间11日12时，俄罗斯“安加拉-A5”重型火箭于东方航天发射场发射，在发射12分26秒后，“猎户座”助推器与火箭三级分离，火箭随后将试验性有效载荷推送至轨道。

特色

安加拉运载火箭两级之间采用串联方式连接。两级的6个贮箱中有4个置于箭体外侧，两两呈串行排列。

由于火箭的最大截面取决于第一级，外贮箱串行排列后其最大截面保持不变，所以这种配置不会增加火箭的正面阻力。外贮箱不承载，可减轻火箭重量；避开了笨重的箱间段，也大大缩短了低温推进剂输送管路的长度，而且不再需要使用纵向振动阻尼器。与贮箱按常规纵向配置的运载火箭相比，安加拉具有更多的优越性。

韩国运载火箭罗老号的第一节使用的就是安加拉的URM 。安加拉火箭被设计作为无人空间运载工具，它能提供2000kg至40500kg的能力以进入低地球轨道。

规格

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