趙家樂

作為航天器、遠(yuǎn)程軍事打擊武器的運(yùn)輸載體，運(yùn)載器以其先進(jìn)性和技術(shù)水平，支撐著一個(gè)國(guó)家進(jìn)行空間開發(fā)與太空資源利用、參與國(guó)際合作與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)、實(shí)施遠(yuǎn)程軍事打擊的能力。世界主要航天大國(guó)均不惜投入大量人力物力進(jìn)行多種航天運(yùn)載器的研發(fā)與制造?；仡櫲祟惤?0年的航天工業(yè)發(fā)展史，其中不乏出自航天大師的經(jīng)典航天名器。

“紅色卡車”R7火箭

R7火箭，起初是由航天大師科羅廖夫領(lǐng)導(dǎo)設(shè)計(jì)的世界上第一款洲際彈道導(dǎo)彈的推進(jìn)器。然而，正如莫扎特所說，嬰兒的第一聲啼哭都不會(huì)是動(dòng)人的音樂，R7火箭也存在著諸多缺陷。它由于所用推進(jìn)劑為液體燃料，必須在發(fā)射前才能進(jìn)行裝填，所以存在發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間過長(zhǎng)的缺陷。同時(shí)，其體形龐大，無法實(shí)現(xiàn)車載機(jī)動(dòng)，只能進(jìn)行固定發(fā)射，因此從純軍事價(jià)值而言，這種火箭設(shè)計(jì)并不成功。然而，對(duì)于在和平時(shí)期發(fā)射衛(wèi)星等任務(wù)而言，以上缺陷卻顯得微不足道，于是R7火箭就被俄羅斯人作為航天運(yùn)載器使用，也可以說是“無心插柳柳成蔭”了吧。

之后，從R7火箭迅速衍生出了支撐起蘇聯(lián)航天事業(yè)的龐大的火箭家族，如“衛(wèi)星號(hào)”、“東方號(hào)”、“聯(lián)盟號(hào)”和“閃電號(hào)”等。其中，又以“衛(wèi)星號(hào)”運(yùn)載火箭最為著名，它成功地將第一顆人造衛(wèi)星送上太空。它由于是紅色蘇聯(lián)研發(fā)的，主要作用是向太空運(yùn)送各類載荷，所以被軍迷們親切地稱為“紅色卡車”。

截至2006年，“紅色卡車”衍生出的火箭家族共發(fā)射1628次，并且擁有無可匹敵的高達(dá)97.5%的發(fā)射成功率，至今仍是俄羅斯最主要的運(yùn)載火箭，承擔(dān)著為國(guó)際空間站運(yùn)送補(bǔ)給等各項(xiàng)重要的發(fā)射任務(wù)。

提起“紅色卡車”，軍迷們一定還會(huì)想到著名的“科羅廖夫交叉”。R7火箭家族發(fā)射時(shí)具備一個(gè)共同的特點(diǎn)：當(dāng)?shù)谝患?jí)火箭推進(jìn)器被拋棄時(shí)，4個(gè)推進(jìn)器也同時(shí)被拋出。此刻因空氣動(dòng)力的原因，它們會(huì)對(duì)稱地拋出一個(gè)弧面，從而形成一個(gè)交叉，宛如在空中盛開的一朵鮮花。這一景象被命名為“科羅廖夫交叉”。

R7火箭家族能出現(xiàn)“科羅廖夫交叉”，歸根結(jié)底是因?yàn)槠渑c眾不同的火箭布局。常見的美式火箭為多級(jí)接替推進(jìn)的布局，在空中的不同高度一級(jí)接一級(jí)地拋落。而R7火箭則不然，由于蘇聯(lián)初始設(shè)計(jì)的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力不足，因此只能采取“四包一”的多級(jí)火箭布局，即在第一級(jí)的主推進(jìn)器四周，捆上4枚火箭推進(jìn)器作為助推器，完成助推任務(wù)后它便脫離而去，讓主推進(jìn)器減負(fù)攀升。在航空史上，美麗的“科羅廖夫交叉”將會(huì)成為人類永恒的記憶。

登月火箭“土星五號(hào)”

“土星五號(hào)”火箭（C-5火箭）的誕生帶有深深的時(shí)代印記。1957年，蘇聯(lián)率先發(fā)射了世界上第一顆人造衛(wèi)星，緊接著又將宇航員加加林率先送入太空。美國(guó)政府大驚失色，總統(tǒng)肯尼迪作出了不惜代價(jià)率先登月的決定。從今天的視角看，登月工程耗資巨大，浪費(fèi)也巨大。但是看似典型的“面子工程”，卻帶動(dòng)了美國(guó)諸多尖端科技的迅速發(fā)展，為其科技水平的跨越式進(jìn)步打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。并且在當(dāng)時(shí)的背景下，“集中力量辦大事”的登月工程有效地鼓舞了西方世界的民心士氣。

在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下，登月面臨著諸多難題，其中最根本的就是要有足夠強(qiáng)大的火箭。在美國(guó)科學(xué)家的聯(lián)合攻關(guān)設(shè)計(jì)下，1962年1月， NASA宣布了建造C-5火箭的計(jì)劃。C-5火箭延續(xù)了美式火箭多級(jí)接替推進(jìn)的布局，采用三級(jí)火箭結(jié)構(gòu)。第一級(jí)火箭配備了5個(gè)F-1發(fā)動(dòng)機(jī)，第二級(jí)火箭配備了5個(gè)小一點(diǎn)的J-2發(fā)動(dòng)機(jī)，第三級(jí)火箭配備了一個(gè)J-2發(fā)動(dòng)機(jī)。同其前輩相比，C-5火箭的運(yùn)載能力顯得十分驚人，可以一次性將41噸的載荷送上月球。

能將高達(dá)41噸的載荷送上月球，F(xiàn)-1火箭發(fā)動(dòng)機(jī)功不可沒。F-1火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是美國(guó)諾克達(dá)公司設(shè)計(jì)制造的一款液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，是有史以來人類制造的推力最大的單燃燒室液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，也是僅次于俄羅斯RD-170的世界第二大推力的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。聯(lián)想到C-5火箭重達(dá)3000多噸，裝備有F-1發(fā)動(dòng)機(jī)的C-5火箭能夠在150秒內(nèi)將這個(gè)龐然大物推至6.4萬千米的高度，以及使之達(dá)到2755.6米/秒的高速，我們就可以想象F-1發(fā)動(dòng)機(jī)究竟是怎樣一種傳奇般的存在。如此給力的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)讓C-5火箭如虎添翼。

龐大的登月火箭，是迄今人類為征服宇宙所打造的終極夢(mèng)想載具。從早期的水星計(jì)劃到雙子計(jì)劃，再到實(shí)施登月的阿波羅計(jì)劃，NASA為征服月球總共耗資250多億美元。在1967年到1973年之間，NASA總共發(fā)射了13枚C-5火箭，并保持了100%的發(fā)射成功率。此外，在1969年7月20日到21日，NASA使用“阿波羅11號(hào)”將3名宇航員送往月球，其中阿姆斯特朗和奧爾德林成功登上月球，首次實(shí)現(xiàn)了人類登上月球的夢(mèng)想。

航天巨獸“暴風(fēng)雪號(hào)”

談及美國(guó)為登月計(jì)劃打造的終極夢(mèng)幻載具，就不得不提蘇聯(lián)為征服宇宙所打造的世界上最大的航天飛機(jī)——“暴風(fēng)雪號(hào)”?！氨╋L(fēng)雪號(hào)”不同于美國(guó)航天飛機(jī)有人駕駛的設(shè)計(jì)，而是采取了更加先進(jìn)的無人駕駛方式。但是，先進(jìn)的無人駕駛同樣也帶來了問題，復(fù)雜的飛行控制系統(tǒng)受限于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)的落后，使得航天飛機(jī)的實(shí)際飛行能力十分有限。但是縱使有著諸多問題，“暴風(fēng)雪號(hào)”仍然是世界上較為先進(jìn)的航天飛機(jī)。

沖破蒼穹不同于翱翔藍(lán)天，沒有先進(jìn)的航天材料怎能鑄就“暴風(fēng)雪號(hào)”的飛天之路。作為承擔(dān)蘇聯(lián)航天重任的“暴風(fēng)雪號(hào)”，傳統(tǒng)的航天材料注定不能滿足其龐大體積的設(shè)計(jì)要求，新型材料必須要在滿足設(shè)計(jì)要求重量的前提下，保證航天飛機(jī)的安全穩(wěn)定。

“暴風(fēng)雪號(hào)”采用了更為先進(jìn)的放熱層設(shè)計(jì)，還有類似于空心磚結(jié)構(gòu)的防熱瓦設(shè)計(jì)，使得放熱層具有足夠的強(qiáng)度，可以在-150℃～1300℃溫度范圍內(nèi)多次使用而不出現(xiàn)明顯變形。這些設(shè)計(jì)可以在將航天飛機(jī)入軌時(shí)氣動(dòng)加熱產(chǎn)生的熱量釋放到周圍空間的同時(shí)，又保證內(nèi)部鋁蒙皮的溫度處在150℃～170℃的范圍之內(nèi)。

“暴風(fēng)雪號(hào)”的表面涂層采用了雙色抗腐蝕層的設(shè)計(jì)，其中黑色涂層在放熱層受到等離子流沖撞時(shí)可以保持其穩(wěn)定性，并且可以將熱能輻射到周圍空間。而白色涂層即可以減輕陽(yáng)光對(duì)航天飛機(jī)的加熱，又起到保護(hù)防熱瓦免受機(jī)械損傷、污染和水腐蝕的作用。

“暴風(fēng)雪號(hào)”使用了被賦予新性能的航天材料——鋁，還在航天飛機(jī)的諸多結(jié)構(gòu)中廣泛采用了鈦合金和特型鋼材。鈦合金能使其在震動(dòng)或是聲音負(fù)載的條件下經(jīng)受住溫度的較大起伏變化，不會(huì)輕易發(fā)生變形，從而保持航天飛機(jī)穩(wěn)定飛行。在這些諸多的特種材料的聯(lián)合作用之下，“暴風(fēng)雪號(hào)”具備了可以在復(fù)雜條件下出色完成航天任務(wù)的能力。

但是，頗為遺憾的是，作為世界上最大且設(shè)計(jì)理念先進(jìn)的航天飛機(jī)，它卻沒能發(fā)揮出自身價(jià)值。1988年，“暴風(fēng)雪號(hào)”在完成首飛工作之后，用于暴風(fēng)雪計(jì)劃的資金瀕臨耗盡，再也無力承擔(dān)暴風(fēng)雪計(jì)劃的巨額開支。從1991年蘇聯(lián)終止該項(xiàng)目撥款，到1993年“暴風(fēng)雪號(hào)”的設(shè)計(jì)者——莫爾尼亞聯(lián)合體被迫承認(rèn)暴風(fēng)雪計(jì)劃徹底破產(chǎn)，這架象征著蘇聯(lián)曾經(jīng)繁榮強(qiáng)盛的“暴風(fēng)雪號(hào)”航天飛機(jī)最終也同蘇聯(lián)這個(gè)國(guó)家一樣，成為了歷史。