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An-124運輸機新用途
--俄國空射運載火箭載台
俄羅斯太空局(RSA,Russian Space Agency)與俄國軍方構想以大型運輸機為載台,在空中發射運載火箭。目前,俄國最大的軍/商兩用運輸機就屬安托諾夫設計局(Antonov OKB)設計製造的An-225夢想式(Mriya)運輸機,但此型運輸機全球僅此1架,且無機尾艙門設計,於是RSA和俄羅斯軍方選擇以An-124魯斯蘭式(Ruslan,俄國民間傳說中的英雄)運輸機為載台。

An-124運輸機是俄國數量最多的大型運輸機,1982年12月26日首飛,俄國軍方與民間航空運輸業者亦為其使用者,並有幾個歐美的航空貨運公司承租數架,用來運送客戶需要空運的超大型貨物,性能號稱優於目前美軍最大的C-5銀河式(Galaxy)運輸機。該型運輸機除擁有20多項經國際航空聯合會(FAI)承認的世界飛行記錄外,還有其他大型軍用運輸機無法比擬的特點--可在不平整跑道上及北極圈凍原的沼澤地形上起降,其適應力之強可見一斑。An-124-100AL是其系列機型中的改良型,專門作為運載火箭的空射載台之用,型號中的AL即為空中發射(Air Launch)之意。

An-124-100AL運輸機空重175ton,最大酬載量150ton,最大起飛重量405ton,約爲美國波音C-17A運輸機的2倍;其最大飛行速度865km/h,最大航程4500km。

俄國大型運載火箭空射技術解析
俄羅斯受到美國空射飛馬座運載火箭於1990年4月試射成功的刺激,在精心籌備8年後,於1998年12月正式宣佈展開相關系統的研發工作。同一時間,空中發射航太公司(ALAC,Air Launch Aerospace Corp.)宣佈成立,以推廣此一全新概念的軍事/商業衛星發射業務。

依據ALAC所擬定的空射運載火箭方案,An-124-100AL運輸機攜帶全長32.5m,總重100ton的2節式飛行號運載火箭飛至距地面11000m的高空。當飛機進入預定位置後,機尾的艙門打開,當機身與水平線呈約22∘夾角時,機艙中的大功率活塞將火箭推向艙口,使其順著滑出機艙。此時,運輸機將作出緊急爬升的飛行動作,使火箭與飛機加快分離。在與飛機脫離後9.7秒時,火箭第1節的NK-43M液態發動機會産生約190ton的海平面淨推力,而其噴嘴與火箭的姿態控制系統將同時作用,讓朝下墜落的火箭在5秒內大幅度轉向,以3.8km/s的速度,朝預定的軌道方向飛去。

第1節火箭發動機的燃料燒完後,隨即與第2節火箭脫離。脫離的同時,第2節火箭裝設的RD-124液態發動機隨即點燃。飛行號火箭最上端的酬載艙整流罩(Payload Fairing)內,隨著酬載物的重量、尺寸、任務性質之不同,可選擇高度8.65m、直徑2.65m的酬載艙(皆為內徑尺寸),或是高度5.55m的酬載艙。在酬載艙下方裝設的是上段助推器(USB,Upper Stage Boosters),裝設1具RD-158液態火箭發動機,其功能是在火箭運作的最後階段,將酬載物推進至客戶指定的軌道。飛行號火箭的發動機,皆以煤油(Kerosene)與液態氧(Liquid Oxygen)為推進劑,此為俄系運載火箭的特色。

採取空射方式的飛行號火箭,可將3000〜4000kg重的酬載送入低軌道(LEO)。如載運重量1600〜1700kg的酬載,可將之送入地球同步轉移軌道(GTO,Geostationary Transfer Orbit)。而600〜800kg的酬載,則可送入地球同步軌道(GEO/GSO,Geosynchronous Earth Orbit/Geostationary Orbit)內的指定位置。

ALAC於2001年2月25日宣稱,An-124-100AL運輸機就像一個飛行的「發射場」。發射任務可以在北緯60∘至南緯40∘的任一公海上的高空位置進行,可供選擇的酬載進入軌道傾角範圍爲0〜115∘。按計劃,空射主要在公海上進行,因此發射的飛行號火箭不會穿越任一國家的領空。同時,亦利用地球自轉所産生的力量將酬載順勢推入軌道。

空射運載火箭採用的大多是現有設備,其安全可靠性能已經多年驗證。只要對這些設備進行必要的改裝、整合,便可滿足空射的需求。但俄國的空射運載火箭自研發工作展開至今已十餘年,仍未見其空射運載火箭的記錄。ALAC宣稱已完全改造,配合空射運載火箭任務的An-124-100AL運輸機,然而未曾見過其任何相關測試的訊息。

據ALAC估計,實施空射運載火箭需投入約1.3億美元。籌建成後的空射運載火箭系統每年只須進行約10次發射,便可在3年多的時間裡將投資成本回收;若每月發射4〜5次,就可攻佔近半數的低軌道衛星發射市場。

此外,使用這項新技術每發射1kg的酬載僅需耗資5000〜6000美元,較目前所採用近50餘年的傳統發射技術低6000美元(即1kg的酬載約1.2萬美元以上)。低廉的發射費用和已透過驗證的設備可靠性能,將使空射運載火箭系統在未來的通信、導航衛星等小型太空飛行器發射市場上極具競爭力。

俄國與印尼合作──資金與場地
俄羅斯的ALAC在2004年11月24〜27日於印尼舉辦的「2004印尼國際防務裝備展」(Indonesia Defence 2004)會場上,邀請印尼空中發射航太公司(ALAI,Air Launch Aerospace Indonesia)共同參與以An-124-100AL運輸機在印尼進行衛星發射的計畫,及在比亞克島(Biak)上興建火箭發射場的提案。

比亞克島位於南緯2∘的赤道熱帶地區,在新幾內亞島(New Guinea)西面。在此處進行衛星發射活動,能最大限度的利用地球自轉所産生的力量。除此之外,該島上還有1座機場,可用來進行各項空射運載火箭的任務。

ALAI表示,正在籌措資金,以便對比亞克島上的機場進行必要的改建,使其具備執行太空發射任務的能力。據ALAI估計,若要順利實施發射任務,至少需要籌措1.5〜1.6億美元的資金,其中3000〜4000萬美元將用於該座機場的現代化改建,以符合發射任務的需求。除此之外,ALAI尚需解決與使用機場有關的一系列法律問題。

若一切進展順利,ALAI將在2005年底獲得使用比亞克島上機場的官方許可,而衛星發射活動將在2007年展開。如果每年能爭取到5〜7次的低軌道衛星發射業務,那麽這項俄國與印尼的衛星發射合作案,將可使印尼順理成章的成為「國際衛星發射俱樂部」的亞太地區成員之一。

但在2004年12月26日的一場南亞芮氏規模9.0地震所引發的大海嘯中,印尼蘇門答臘一帶受創慘重,而印尼政府在調撥資金救災之餘,是否還有足夠的資金來進行這項國際合作的衛星發射案,頗值得持續關注。
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    liu08222000 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()