聯盟火箭發射進步MS-15飛船——這火箭居然使用柴火點燃的?

2020-08-29 身輕如雁

北京時間2020年7月23 下午10:26:22,聯盟2.1 a火箭在俄羅斯的拜科努爾發射場發射,將進步MS-15貨運飛船送入太空。而僅僅經過3小時19分鐘,進步MS-15飛船就與國際空間站實現了對接,這也是一次超快的發射和對接任務。表現出的俄羅斯在國際空間站補給方面的嫻熟操作。這種超快的發射和對接,能夠為進步MS-15飛船節約下來大量的燃料,眾所周知,國際空間站是沒有自己的動力的,必須藉助進步貨運飛船的發動機,來實現調整軌道高度這種操作。


進步MS-15貨運飛船與國際空間站實現快速對接

照例,俄羅斯聯邦航天局在網站上放出來大量的發射現場照片,聯盟火箭那種蒸汽朋克風格的塗裝,體現出一種特殊的美感。

發射瞬間


發射前準備時候,水汽蒸騰

聯盟火箭是一種古老的火箭,是科羅廖夫在世的時候設計的一種代號R7的洲際飛彈發展來的,一級採取芯級和四個助推器的並聯方式,這在當時也是一種創舉。而助推火箭燃燒完畢後與火箭分離,向四面飛出,也被稱為「科羅廖夫十字」。


地面看到的助推器分離,「科羅廖夫十字」


國際空間站太空人在此次發射時候拍攝到的「科羅廖夫十字」

聯盟火箭採取水平組裝,水平運輸的發射前準備方式,每次廠房大門打開,火車拉著火箭從廠房裡面出來,一種上世紀的鐵血蒸汽朋克風格撲面而來。


火箭從廠房中拉出


一級和助推器密密麻麻的噴口

聯盟火箭的尾部噴口密密麻麻,從圖片可以看到,每個助推器上有4個大噴口,2個小噴口,芯級有4個大噴口,4個小噴口。總共有20個大噴口,12個小噴口。大的噴口是火箭發動機的主燃燒室,產生火箭飛行時候需要的推力。實際上聯盟火箭芯級和助推器都只有一個渦輪泵,但是燃燒室是4個,按照國際通行的定義,4個燃燒室都是由一臺渦輪泵帶動的燃料噴注的,只能算一臺發動機。


近距離看聯盟火箭助推器

而那些小噴口被稱為遊動發動機,簡稱遊機,它的作用是通過搖擺噴口,產生矢量推力,給火箭提供轉彎或者俯仰的動力,保持火箭飛行的正確方向和姿態。由於助推器分離後芯級主發動機要靠自己的遊機來進行機動,因此芯級的主發動機多了2個遊機。


底部向上看

這麼多的噴口,20個大噴口,12個小噴口,就帶來一個問題,這些發動機噴口要同時點燃,才能保證火箭發射時候推力均衡,有一臺沒有及時點燃就會帶來發射失敗,當年科羅廖夫是怎麼解決這個問題的呢?答案很簡單,用柴火啊。這真不是開玩笑,從這次發射前的照片就能看到這種木棍做的點火裝置。

主發動機和遊機噴口固定的「木棍點火裝置」

從照片上可以清晰的看到,發動機噴口固定了一個倒T形的木棍,下面用螺絲固定在發動機噴嘴上,上面伸入到發動機燃燒室內部深處,還連著電線。


每一個發動機噴嘴都有一個「木棍點火器」

這個木頭做的點火裝置很簡單,木棍深入發動機內部的頂端有火藥和一個電子點火器,在發射前發射控制室按下點火按鈕,木棍頂端就被火藥點著,然後連著的銅線被火燒斷,在控制室那邊就會看到點火準備按鈕綠燈亮起,如果木棍沒燒著,綠燈就不亮。所有綠燈亮起就可以執行發射程序,液氧煤油的混合物通過噴注器進入燃燒室,遇到燃燒的木棍就會被點燃,劇烈燃燒的混合物產生推力,將火箭推向太空。而這些木棍點火器也將在發動機燃燒的火焰中灰飛煙滅,不會對火箭發動機的工作造成影響。


另一個角度看到的「木棍點火器」

聯盟火箭成為人類歷史上最可靠的火箭,從1966年到今天發射了1700多次,就是靠著這些「木棍點火器」完成了每次發射的點火,簡直是令人覺得時空倒錯的感覺。這也是當年技術水平低時代留下的遺產,一直保留至今。


現場看這種古老火箭發射前準備一定很帶感

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