快舟十一号魔改火箭发射成功,金属帽子是干啥的,咋导里导气的?
今天上午,快舟十一号小型固体火箭在酒泉卫星发射中心成功发射,将一颗交通VDES试验星送入700公里高度的太阳同步轨道。此次发射,是快舟十一号的复飞,此前2020年7月10日,快舟十一号的首飞失利,未能将搭载的哔哩哔哩视频卫星送入预定轨道,而这一回的遥二火箭终于成功了,而且看点颇多,今天我们就来聊聊它。
快舟十一号复飞成功
首先,快舟十一号头部有个金属帽子,在火箭点火的瞬间,就可以看到它横向喷气,然后火箭的姿态开始调整,以很大的发射偏移角度升空。这个喷气的金属帽子,是快舟十一号的RCS调姿发动机,大家很好奇它的作用是什么?
头部RCS正在工作
有人猜测是什么打水漂、钱学森弹道,都是想多了,其实它就是和尾部的控制舵一起组合使用,满足火箭在不同飞行阶段的控制力矩需求,实现火箭全程飞行的稳定控制,使得各级可以使用固定发动机,从而取消摆动喷管及其伺服机构,简化控制系统,降低运载火箭成本,同时也为以后的子级分离落点控制奠定基础。
刚刚发射偏转角度就很大
除了快舟十一号之外,我国也有其他火箭采用了类似的头部调姿发动机,比如2019年8月17日成功发射的捷龙一号运载火箭。话说再过两天,捷龙三号运载火箭就要发射了,不知道有没有类似的头部调姿发动机。
捷龙一号也有头部RCS
其次,快舟十一号很牛,不仅牛在头部RCS,还牛在全箭采用碳纤维复合材料,更牛在载荷比上。78吨起飞质量,700公里太阳同步轨道的载荷就超过1吨,比欧洲刚刚在今年7月份首飞“织女星”C运载火箭还要高。“织女星”C当时是一箭7星,可将约2.2吨的有效载荷送入700公里高度的极地轨道,但它的发射重量是210吨。
欧洲织女星C发射瞬间
而在国际上,与快舟十一号相当的是美国轨道科学公司的“米诺陶”5,这也是一枚快速响应运载火箭,它的直径2.35米,起飞重量87吨,比2.2米直径、起飞重量78吨的快舟十一号大一点,但“米诺陶”5的700公里太阳同步轨道运力是近1吨,只有到了“米诺陶”6,才能达到1.8吨的SSO载荷。
米诺陶5运载火箭
而快舟十一号与“米诺陶”5另一个共同的地方,则都是由战略导弹改装而来。“米诺陶”5的一、二、三级都采用“民兵”和“和平卫士”两种固体弹道导弹的发动机做基础,“米诺陶”6的前两级甚至还要使用两台SR-118火箭发动机串联。所以不只“快舟”系列看起来“导里导气”的,美国和俄罗斯也一样,俄罗斯的“创始”号运载火箭,也是由SS-25弹道导弹改造而来。
大家都是”导里导气“的
虽然快舟十一号的运力,在快舟一号甲的基础上提高了5倍,在国际上也是技压群雄,不过,国内最大固体运载火箭的名头已经旁落,被航天科技系的力箭一号、捷龙三号夺得。其中力箭一号发射重量为135吨,500公里太阳同步轨道载荷1.5吨,而即将发射的捷龙三号起飞质量140吨,500公里SSO运载能力也是1.5吨,同时它还有一个巨大的3.35米的复合材料整流罩。
捷龙三号头部的整流罩真大
不过,得益于头部RCS等设计,快舟十一号的每公斤载荷报价只有1万美元左右,虽然仍比不了每公斤最新报价2700美元的猎鹰9复用火箭,但比国际上平均每公斤2.5万至4万美元的小型运载火箭发射报价,优势还是很大的。而且快舟十一号能在一周准备好,可执行商业发射任务,极具市场竞争力。
我国商业火箭的竞争也是非常激烈的