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【技师论文】浅议科罗廖夫之死——从运载火箭发动机技术的发展看美苏太空竞赛的转折点(论文材料)

星级: ★★★★★ 期刊: 《学理论·下旬刊》作者:吴昊吴俊强郭修凯浏览量:6834 论文级别:优质本章主题:火箭和发动机原创论文: 5156论文网更新时间:12-23审核稿件编辑:Vivian本文版权归属:www.5156chinese.cn 分享次数:3834 评论次数: 1053

导读:现在请大家一起欣赏本篇文章火箭和发动机专业方面的毕业论文范文,为广大学生们写作毕业论文是提供参考帮助。

(1。中国农业大学 人文发展学院,北京 100083;2。中国石油化工股份有限公司燕山分公司,北京 102500)

摘 要:美苏在太空领域的竞争 是20世纪60年代的登月竞赛,在此之前苏联在许多领域都领先于美国,但是随着苏联航天核心人物科罗廖夫的突然逝世,苏联航天管理体制的许多固有矛盾和缺陷都爆发出来,最后导致在登月竞赛的失败.这也正是美苏太空竞赛转折点.

关键词:火箭;登月;科罗廖夫

中图分类号:J211。21 文献标志码:A 文章编号:1002-2589(2012)24-0019-02

引言

美国和前苏联的火箭事业基本

如何撰写火箭专业技师论文
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上都始于第二次世界大战末期,美苏两国曾经在不同阶段各领 ,这种竞赛也从一开始的军事层面扩展到科技、经济、政治层面,甚至成为两种意识形态优劣的比拼.太空竞赛的实质就是火箭技术的竞赛.美国和前苏联太空竞赛的转折点也正是两国大推力运载火箭技术竞赛的转折点.谢尔盖·巴普洛维奇·科罗廖夫1938年出生于乌克兰“大清洗”期间,由于受到图哈切夫斯基冤案的株连被逮捕,科罗廖夫被判刑在西伯利亚的亚克雷玛河金矿劳教八年[1].1941年苏德战争爆发后,科罗廖夫等技术人员被安置在集中营的“犯人研究所”从事军用火箭飞机的研制工作①,1947年在仿制从纳粹德国缴获的V-3火箭的基础上,科罗廖夫设计并试射成功了P-1型导弹.1953年斯大林去世后,科罗廖夫被平反,同时被委任为弹道导弹的主设计师.开始苏联真正意义上的航天事业.在他的领导下苏联于1957年成功发射人类第一颗人造地球卫星,1961年4月12日发射“东方号”载人飞船,完 类第一次太空飞行,1963年6月相继发射的“东方5号”与“东方6号”宇宙飞船的编队飞行.6月14日,“东方5号”发射进入地球轨道与6月16日发射进入地球轨道的“东方6号”一道编队飞行.这次编队飞行表明,60年代初期,苏联在绕地宇宙飞船技术方面,同样“领先于美国”[2].

在抢在美国之前完成载人太空飞行之后,科罗廖夫开始规划实施登月,但是,由于长期超负荷工作,以及科罗廖夫本身就有严重的心脏病,1966年在本以为是简单的肠道息肉手术中,主刀的医生意外发现,其肠道中的不是息肉而是癌变的肿瘤以后选择进行手术,但是由于科罗廖夫心脏无法承受而不幸去世[3].此后科罗廖夫的副手米申院士继任,继续N1火箭登月计划.但是在1969年原计划登月的前夕的试射中发生事故,被迫推迟登月.此后N1火箭为代表的苏联登月计划命途多舛,在经历四次大的发射事故后,N1火箭被撤销.此后苏联在空间站方面仍取得了许多重要的成就,并于1989年发射“暴风雪号”航天飞机.随着1991年苏联的解体,苏联航天事业几近停滞.

一、美苏两国运载火箭发动机技术发展对比

运载火箭技术是航天技术的基石,没有稳定可靠的运载平台,纵然有先进的飞船、航天飞机、空间站技术,也都只能是空中楼阁.而火箭技术又非常复杂,其中动力系统最为核心.按照美苏火箭技术的发展路径来看,运载火箭都是从洲际弹道导弹发展而来.因为要在大气层以外飞行,所以火箭既要携带燃料又需要携带氧化剂,不同的燃料和氧化剂的火箭发动

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机具有不同的性能.早期的火箭一般采用煤油、液态氧发动机,之后又出现了液态氢、液态氧发动机火箭以及其他动力的火箭,火箭发动机一般有这样几个条件最为重要:1)净推力,为了把航天器发射到太空,脱离地球引力达到第一宇宙速度,运载火箭的净推力是首要条件;2)比冲,衡量发动机性能的重要指标就是单位质量的推进剂产生的冲量,即比冲.比冲越大火箭就能推进更持久,这对于登月火箭尤为重要;3)效率,火箭发动机燃烧燃料产生高速射流效率越高发动机品质越好.

美国和前苏联在发展的火箭之初都属于液态氧、煤油动力的火箭,比如美国的“红石”以及之后的“丘比特C”火箭,科罗廖夫1957年试射的R-7火箭使用格鲁什科设计RD-107煤油液氧发动机,拥有良好的稳定性,在此基础上发展的系列火箭成为苏联运载火箭的主力.之后,另一种切洛梅的UR500/700火箭采用剧毒的偏二甲肼推进剂,这种火箭受到苏联高层更多的垂青.与此同时,N1火箭第一级使用的NK-15发动机使用了当时比较先进的富氧燃烧技术,在燃烧效率方面比较高,但由于其单机推力有限从而使得N1火箭不得不在第一级并联30台之多,这样使N1火箭结构非常复杂.从控制论角度来看,一个系统结构越复杂,其变量就越多,实际就越不能有效按照原定计划工作.美国的洛克达公司出于根据空军要求设计出F-1煤油液氧发动机.新成立的NASA便看中了这款发动机,并与洛克达因签约.整机的静态点火试验在1959年3月

科罗廖夫之死——从运载火箭发动机技术的发展看美苏太空竞赛的转折点
火箭和发动机论文开题报告

取得成功.F-1发动机推力为690。988吨,比冲255。4秒,由5台发动机并联安装在“土星5号”火箭第一级.“土星5号”最后运载着“阿波罗11号”完成了登月,而苏联在登月计划则最终不了了之.

通过以上对于美国、苏联火箭发动机技术发展情况的一些对比,可看出在1950—1970年之间,两国在火箭发动机技术的发展领域基本上处于同一水平,苏联在火箭技术方面曾一度领先美国.但是,自从苏联在登月火箭的研制方面遇到巨大挫折,并最终导致在登月竞赛失败.因此,我们可以将这一转折的关键聚焦在科罗廖夫主导的N1火箭.

二、科罗廖夫之死与苏联火箭神话的终结

N1火箭的失败可以被看做是苏联登月竞赛的失败的标志,其背后有着复杂的原因,N1的悲剧成为美苏太空竞赛的转折点.N1火箭系统过于复杂,最直接的原因是因为其使用的NK-15煤油液氧发动机推力不足,因此,只能够将30台发动机并联捆绑安装在火箭的第一级.NK-15的设计者是年轻的库兹涅佐夫以及其所在的OKB-276设计局,其设计经验有限.与之相对的,而当时苏联最著名的火箭发动机设计师、苏联第一台液体火箭发动机的设计者格鲁什科却没有参加此次设计.格鲁什科设计的RD-270四氧化二氮偏二甲肼发动机在推力上虽然可以满足登月火箭的需要,但是在比冲方面不如当时的煤油液氧发动机,更不比液氢液氧发动机;更重要的是,此种推进剂有剧毒,一旦发射失败有可能对环境造成较大的破坏①.因此,科罗廖夫竭力反对使用此种发动机作为火箭动力,他称这种推进剂为“魔鬼的毒药”[3].科罗廖夫的另一位竞争者是弗拉基米尔·切洛梅,他采用了格鲁什科的所谓“高性能”推进剂发动机,推出了UR500/700,因切洛梅任用了赫鲁晓夫的儿子作为其助手,所以切洛梅更加受到高层的垂青,使其的月球计划和科罗廖夫的N1项目平行发展,实际上分散了有限的资源[4].另外,格鲁什科的四氧化二氮、偏二甲肼推进剂比起液氢液氧推进剂或者煤油液氧推进剂更有利于长期的保存,因此受到苏联军方的重视.实际上,除了期望能够在太空领域和美国一争高下外,苏联高层更偏向于实际军事价值的洲际弹道导弹的研制,科罗廖夫的火箭事业在许多时候也是在研究远程洲际弹道导弹的名义下进行研究的.科罗廖夫的突然去世,似乎成为苏联登月失败的预兆.他的继任者米申院士并没有他那样的政治头脑和作为总设计师的威望.当然,这与科罗廖夫遗留下来的管理体制有关,这种体制是围绕这以科罗廖夫的强力领导而自发形成的,经历了长时间的磨合[5]168,而这种继承和磨合似乎不可复制.自斯大林时代以来,伴随着对党的领导人的个人崇拜,在苏联的军工科研系统中,对总设计师的个人崇拜也是一个被广泛承认的现象,大崇拜体质又诞生出第二级崇拜体制.在尖端技术装备科研中,用这样的组织方法,不仅可以集中力量、能源和知识,还可以在最短时间内完成预定目标.米申在连续四次发射失败后,被调离岗位,由格鲁什科接任[5]341.米申后来反思N1火箭发射失败的原因,苏联政府对于航天事业投入资金不足,在N1火箭历次试射之前,仅仅是在组装前各部分单独进行过试验,而在总机组装后却因为没有足够资金建设大型的试车台进行总体30台发动机的点火试车.正如肯尼迪总统在1964年的一次讲话中说:“只要竞争维持在火箭和当时现存的硬件水平上,莫斯科会赢.但是到“土星5号”、阿波罗和N1火箭这种程度时,竞赛实际上是在考验两个超级大国投入大笔资金的能力”[3]368.

科罗廖夫之死的确给苏联航天造成了巨大损失,但最本质还是在苏联的航天管理体制的弊端因他的突然离开而无法正常运转.航天的总设计师的总体目标不得不尽力与军方以及高层的短期目标相适应,航天科技战略的制定在一开始只是为了现实其国家意识形态优越性,各航天设计局相互竞争缺乏合作,其设计项目能否得到支持不是按照其在航天总体战略中的价值,而是依靠其与最高领导人的关系.这些外部性因素使得科罗廖夫或者其之后的米申、格鲁什科不得不分散其大量精力用于公关.这些可能才是造成美苏太空竞

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赛发生大逆转的真正原因.

[ 参考文献 ]

1、金价“坐火箭”8月11日,世界黄金协会发布2016第二季度黄金需求报告,受益于2016年第二季度15%的持续增长,上半年黄金总需求达到2335公吨,为上半年需求量历史第二高纪录。事实上,今年上半年是黄金价格35年来

2、一箭20星,长征六号新一代运载火箭升空 2015年9月20日,太原卫星发射中心,中国新一代运载火箭的首飞箭长征六号运载火箭成功发射,并将20颗卫星精确送入预定轨道。作为一枚全新的运载火箭,该火箭应用了氧箱自生增压、一级燃气滚控、二级

3、聚焦卫星(八十五) 谢丰奕 上海广播电视台 2015年商用通信卫星发射综述 商用同步通信卫星提供卫星通信、广播电视传输、宽带互联网接入等服务,是各国促进经济发展、确保国家安全和社会进步不可或缺的

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