伊朗“鳳凰”運載火箭
軍工資源網 2022年07月20日“鳳凰”運載火箭發射畫面
“鳳凰”(Simorgh)運載火箭(也被稱為“使者-2”)是伊朗正在研發的消耗性運載火箭,它是伊朗首個太空運載火箭“使者”的“繼任者”。該項目由伊朗總統馬哈茂德-艾哈邁迪-內賈德于2010年2月3日,伊朗第一顆自主發射的希望號(Omid)衛星發射一周年慶祝活動上公布,并于2016年4月19日進行了首次發射。
“鳳凰”運載火箭長26.5米,發射質量為87噸,到達500-530公里軌道的總飛行時間為480至495秒。第一級分離在90公里的高度和2300米/秒的速度下進行。同時第二級發動機點火,整流罩被彈出,衛星被加速到7400米/秒,注入指定軌道。
“鳳凰”運載火箭采用三級構型,一、二子級采用液體火箭發動機,上面級采用固體火箭發動機,總長約27m,直徑2.4m,起飛質量約為87t,LEO有效載荷約為150kg。
“鳳凰”運載火箭一子級長17.5m,直徑2.4m,采用了四臺“使者-1B”火箭第一級發動機組提供動力,這些發動機有四個獨立的渦輪泵,每個發動機產生高達37000公斤力(360千牛;82000磅)的推力。為實現火箭的飛行控制,一子級還配有四臺LRE-15小型搖擺液體發動機,布局如下圖所示。LRE-15小型搖擺液體發動機源于蘇聯R-27潛射導彈的游動發動機,通過單獨的渦輪泵進行推進劑供給。伊朗并未公開LRE-15發動機的性能參數,但可以猜測LRE-15發動機噴管收斂段直徑約為30cm(從實物圖中看,該發動機噴管無擴張段),單臺海平面推力約為35kN。
火箭二子級
“鳳凰”運載火箭的二子級LRE-4發動機與一子級LRE-15搖擺發動機對比
伊朗官方或媒體未曾流出LRE-4具體照片,但以色列論壇上疑似出現相關的諜照,尺寸如下圖所示。可以看出,LRE-4采用較為傳統的波紋結構的噴嘴,燃燒室上裝有用于發動機旋轉的裝置。每個噴管上都有一個供燃料流入和流出的環形管路,由于流出環路直接位于噴管的邊緣,并與噴油器直接相連,所以看起來并沒有采用再生冷卻噴管。
疑似LRE-4的相關照片(左)和LRE-4燃燒室冷卻系統示意圖(右)
2017年,伊朗曾展示過一款名為Saman-1的上面級,作為“鳳凰”火箭的上面級,其內部的固體火箭發動機名為Arash-24,可以產生1300公斤力(13千牛;2900磅的推力),可以使“鳳凰”將一個350公斤的有效載荷或一個主要有效載荷和幾個次要立方體衛星放入500公里(310英里)的低地球軌道。2019年12月,伊朗對Saman-1上面級進行了真空推力試驗,試驗結果顯示,Saman-1上面級真空推力約為13kN,比沖286.5s,燃燒時間40s。可以猜測,“信使”(Qased)三級運載火箭的三子級或許也采用了該上面級。
Saman-1上面級(左)和其尺寸圖(右)
從圖中可以看出saman-1上面級上半部分像由兩段鋁合金截錐體拼成的“水缸”,外部可見噴管和管道,頂部較平,可連接衛星。底部為圓柱體,外掛大約4個黑色球體,球體似乎是采用纖維纏繞技術制成,球體與上面的管道相連。上面級內部應該還帶有制導控制設備,用于精確調整衛星的入軌姿態。
與其前身“使者”不同,“鳳凰”是在發射臺上垂直整合和組裝的,每一級都是水平制造的,隨后被帶到發射臺上,在定制設計的服務塔的幫助下完成各級的最后組裝。
“鳳凰”運載火箭的第一次發射是在2016年,至今進行了6次發射,其中只有2016年的第一次發射任務成功,其余任務都以失敗告終。
圖表:“鳳凰”運載火箭發射情況
時間 | 有效載荷 | 結果 | 備注 | |
1 | 2016年4月19日 | 無負載 | 成功 | 亞軌道試飛 |
2 | 2017年7月27日 | 無負載 | 失敗 | 軌道試飛;第二級失敗 |
3 | 2019年1月15日 | Payam(以前稱為“AUT-SAT”) | 失敗 | 第三級失敗 |
4 | 2020年2月9日 | Zafar-1 | 失敗 | 衛星未能到達軌道 |
5 | 2021年6月12日 | 未知 | 有爭議 | 美國官員稱 "知道伊朗火箭發射失敗"。衛星圖像 "看起來像是一次發射"。 伊朗電信部長否認了任何發射。 |
6 | 2021年12月30日 | 3個研究用裝置 | 失敗 | 伊朗首次在同一次發射中發射多個有效載荷。“鳳凰”運載火箭行了大約 600 秒(第二級為 500 秒)。設備沒有進入軌道,運送到了 470 km 的高度并達到了 7350 m/s 的速度。 沒有物體進入軌道,因此發射不成功。 |
在歷次“鳳凰”運載火箭發射后,美國等國家多次指責伊朗借“鳳凰”運載火箭暗中發展彈道導彈技術。美國國務院一位發言人表示:“運載火箭發射所采用的技術,與用于發射彈道導彈的技術相同且可互換,美方不清楚伊朗是否會推進發展彈道導彈。”根據2015年聯合國安理會的決議,曾要求伊朗不要進行任何涉及運載核武器的彈道導彈活動,包括使用彈道導彈技術進行的火箭發射。而伊朗目前的“鳳凰”火箭恰恰和液體彈道導彈技術密不可分。實際上,不能否認伊朗積極研制運載火箭,尤其是“鳳凰”大型火箭很大程度上有軍事方面的考量。