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埃普西隆 埃普西隆病毒
火箭,轨道,运载火箭埃普西隆 埃普西隆病毒
发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
很多朋友想了解关于埃普西隆的一些资料信息,下面是小编整理的与埃普西隆相关的内容分享给大家,一起来看看吧。
来源航天爱好者网
本文作者:LM-51D-YZ4D2
一直以来,在不少媒体眼中,日本都是一个极具战争潜力的国家,不可小觑
本次发射前的火箭局部,图片来源:JAXA
日本宇宙航空开发机构JAXA在北京时间2021年10月9日使用Epsilon(音译埃普西隆,或艾普西隆)运载火箭成功发射革新的“衛星技術実証2号機”任务,搭载发射9颗卫星。此次任务将使用末级/适配器一体化的PBS(Post Boost Stage),目标轨道为高度560km的太阳同步轨道。这次发射是自2013年Epsilon火箭首飞以来的第5次发射。
本质上,Epsilon火箭其实是JAXA(日本宇宙航空开发机构)基于M-5运载火箭和H-IIA运载火箭的SRB-A3助推器研制的新型4级小型固体运载火箭。其2013年9月14日首飞以来成功发射了4次,将总计10颗卫星送入了预定轨道。其研制目的是减少小型运载器发射的报价。此前M-5火箭发射报价约为7000万美元。Epsilon火箭的报价则为约3800万美元。该型运载火箭研发总计消耗约2亿美元。Epsilon运载火箭从鹿儿岛内之浦宇宙空间观测所发射升空。
Epsilon第一级火箭来自于H-IIA火箭的SRB-A3助推器,第二级火箭最初使用了M-5火箭的第三级M-34固体火箭发动机,而第三级使用了M-5火箭的KM-V2近地点固体火箭发动机(用于1号机的称为KM-V2b)。其中第1次任务为基础型,近地轨道运载能力700kg。第2次开始的运载能力得到了提升,火箭的第二级M-34被更换为装药量1.4倍的M-35火箭发动机,有效的提升了Epsilon火箭的运载能力。改进的第三级火箭称为KM-V2c级。
直观表示了该火箭的组成
Epsilon运载火箭第一级(SRB-A3)与第二级(M-35)使用三轴稳定发动机,第三级继承M-5入轨级KM-V2自旋稳定固体火箭发动机。三级火箭均为碳纤维缠绕增强壳体(CFRP),使用端羟基聚丁二烯固体火箭推进剂(HTPB),第2和第3级使用可延展喷管。轨道调整级PBS为单组元肼轨道调整级。火箭直径2.6m,全长26m,无载荷起飞质量96.6吨(根据JAXA在2018年7月发布的新版Epsilon用户手册质量相加为96.4吨,而根据Wikipedia上的数据为三级构型95.4吨,四级构型95.7吨)。1号机起飞质量为91吨。
Epsilon火箭使用的第一级火箭(SRB-A3)全重75吨,装填66.3吨HTPB推进剂。海平面推力2271kN(约231.5吨),真空比冲284秒。第一级燃烧时间为116秒。
1号机的二级火箭(M-34)直径2.2m,发动机装填11吨HTPB推进剂。真空平均推力337kN(34.36吨),真空比冲300秒。M-34使用了96面积比的二段式可延展喷管,燃烧室压力6.14MPa。
2号机开始使用的新型二级火箭(M-35)全重17吨,装填15吨HTPB推进剂。真空平均推力372kN(37.93吨),真空比冲300秒,燃烧时间140秒。*
第三级火箭(KM-V2c)直径1.4m,三级火箭全重3.3吨(基础形态为2.9吨),装填2.5吨HTPB固体推进剂。真空平均推力99.8kN,燃烧时间90s。该级使用自旋稳定且不具备推力终止的能力。导致单纯使用第三级的入轨精度极差。所以有了第四级。
轨道调整级(PBS)为基于H-IIA/H-IIB第二级辅助动力系统研制的轨道调整级,其使用肼单组元推力器,自重0.3吨,推力408N。装填约220kg单组元肼**,真空比冲215秒。
Epsilon整流罩直径2.5m,长9.2m。从4号机开始Epsilon进行一箭多星发射。为此研制了可安装1颗小卫星与3颗微小卫星的多星搭载器。侧面小卫星接口使用行星系统公司研制的8英寸适配器。同时也研究了用于部署立方星的E-SSOD部署器。
* 据宇宙開発利用部会説明資料 イプシロンロケットの開発及び打上げ準備状況上数据,M-35真空推力445kN,真空比冲295s,燃烧时间129秒。1号机使用的M-34c固体火箭推力371.5kN,比冲300秒,燃烧时间105秒。此外用户手册上Epsilon火箭1号机二级为直接使用M-5三级M-34,而在上文中为改进型M-34c。相同的,根据Wikipedia英文对Epsilon的介绍,1号机的KM-V2b三级能为用户手册中KM-V2c的水平,而KM-V2c能为99.6kN推力,88s燃烧时间。数据存在争议,部分内容贴于此下。
宇宙開発利用部会説明資料 イプシロンロケットの開発及び打上げ準備状況上数据 P2
宇宙開発利用部会説明資料 イプシロンロケットの開発及び打上げ準備状況上数据 P4
Epsilon User's Manual P9
** 计算结果为408N推力器在1100s点火段上需要212kg。g取9.8066。根据用户手册上数据PBS只有0.1吨的质量,然而根据Wikipedia上数据推断,PBS重0.3吨。
Epsilon运载火箭200km×200km×30°轨道目标运载能力为约1200kg。500km太阳同步轨道运载能力600kg(目标450kg),700km太阳同步轨道运载能力225kg。
在不使用PBS末级修正的情况下,理论上Epsilon对于250km×500km×31°的近地轨道,近地点误差±25km,远地点误差为±100km,倾角误差足有2°!足以展示缺少修正级下自旋稳定固体火箭的偏差有多惊人。而使用了PBS后500km太阳同步轨道近远地点误差为10km,倾角偏差0.2°。
实际上在Epsilon首飞中展示出的半长轴偏差为约3.1km(近地点+1.46km,远地点+1.64km),倾角偏差0.03度。
长征十一号遥一:啊?你说什么?半长轴偏差?我偏差百米级,一起玩啊。
Epsilon火箭发射SSO的过程
Epsilon火箭发射SSO的星下点轨迹
JAXA计划在未来再发射3发Epsilon运载火箭。随后转用基于H-3火箭助推器的Epsilon-S运载火箭。Epsilon-S运载火箭近地轨道运载能力提升至500km低地球轨道1400kg,太阳同步轨道不低于600kg,倾角偏差理论上不大于0.15°。新火箭是旨在增强Epsilon在卫星发射市场的国际竞争力,提升火箭的价比和可使用。“S”表示协同功能(与H-3一起)、速度(响应)、智能(更高能)、高级(竞争)和服务(用户友好的发射服务)。
Epsilon-S运载火箭高度为约27m,第一级装填66.8吨固体推进剂,第三级装填5.0吨固体推进剂。并且使用了加大的PBS。新火箭将在2023年投入使用,比H-3首飞晚一年。
Epsilon→Epsilon-S
嘛,至于Epsilon到底是个什么水平呢。231吨起飞推力,96吨的起飞质量,700km太阳同步轨道运载能力仅为225kg。0.23%的运载比。实在是烂,考虑到这玩意还是三级碳纤维缠绕增强壳体,那就更拉了。要知道隔壁某国的某11型火箭,使用钢壳体,58吨的起飞质量,700km太阳同步轨道运载能力超过了420kg。而另一个某11型火箭,同为CFRP壳体,700km太阳同步轨道运载能力高达1000kg,起飞质量也只有78吨。还有研发中某11改型运载火箭以115吨的质量达成了1500kg发往700km太阳同步轨道的运载能力。这不比这费拉玩意玩意强太多?而且,Epsilon发射不仅有质量上限,还有质量下限。因为其前三级飞行段完全不修误差,如果载荷太轻会直接踹到PBS无法修正的程度。
至于广为流传的所谓Epsilon能改装成洲际弹道导弹的说法。嘛,先不说RV研制的难点,你搁着搞一个垂直总装的ICBM,被某XX型先扬了发射塔架看你往哪打去。现代战争你还搁地上车子一节一节的拖着固体火箭在塔架上总装,光学侦察卫星一扫就看到了,轮得到这个测发周期14天的费拉玩意来当排头兵?什么一台笔记本能发射Epsilon,如果只是发个点火信号拿个遥控器都能发,吹什么呢。此外就那个不能推力终止的自旋稳定三级,当今谁家洲际弹道导弹还在用自旋稳定的。回头落点飘了1000公里了都。
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