Basic Information
Manufacturer 赫鲁尼切夫国家研究与生产空间中心
Development Agency 礼炮设计局、化工自动设计局
Rocket Type 大型一次性运载火箭
Stages 四级(含Briz-M上面级)
First Flight 2011年
Launch Count 53 times
Technical Parameters
Rocket Height 58.2米
Liftoff Weight 705吨
Fairing Diameter 4.35 米
Payload Capacity
21,000 kg
LEO Capacity
4,500 kg
GTO Capacity
Summary

Proton-M Briz-M (Ph.3)是俄罗斯质子-M运载火箭的第三阶段改进型号,2011年首飞,属于质子号运载火箭家族的先进改进型号,使用Briz-M(微风-M/和风-M)上面级,可执行多种轨道发射任务,从拜科努尔航天发射场发射。

质子-M Briz-M第三阶段改进型是俄罗斯在质子-M增强型基础上发展的改进版本,配备微风M上面级,具备地球同步转移轨道4500千克、近地轨道21000千克的运载能力,主要用于商业及俄罗斯国内航天器发射任务,其具体改进细节暂未公开。

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运载参数和应用场景

质子-M Briz-M 第三阶段改进型(型号PROTON-M_BRIZ-M_P3)是俄罗斯礼炮设计局与化工自动设计局联合研发的大型一次性运载火箭,也是质子-M系列的第三代改进型号,全箭总长53.0米,芯级最大直径7.4米(含外围贮箱),起飞重量705吨,海平面起飞推力达9500千牛,整体运力参数代表了俄罗斯现役高轨运载火箭的最高水平,其核心运载能力如下表所示:

轨道类型 运载能力 备注
近地轨道(LEO) 23吨 200公里高度、51.6度倾角
地球同步转移轨道(GTO) 6.92吨 标准GTO轨道
地球同步轨道(GEO) 3.5-5.2吨 直接入轨任务

作为质子系列火箭的成熟改进型号,该型火箭的应用场景高度聚焦高轨航天器发射需求:首先是俄罗斯联邦的国家级航天任务,包括“快讯”系列通信卫星、“射线”系列数据中继卫星、“格洛纳斯”全球导航卫星的高轨组网部署,2023年3月12日最后一次发射的LUCH (OLYMP) 2号中继卫星就属于此类任务,该卫星入轨GEO轨道后主要为俄罗斯低轨航天器、地面站提供跨区域数据中继服务,也承担部分空间技术试验任务;其次是商业发射服务,由国际发射服务公司(ILS)面向全球市场承接通信卫星、商业遥感卫星发射订单,凭借成熟的技术状态和相对较低的发射成本,曾长期占据全球高轨商业发射市场近30%的份额;此外该型火箭也承担部分独联体国家的联合航天任务,近年5次发射的任务所属方均为独联体(CIS),发射工位均位于拜科努尔航天发射场的TTMTR工位(即200号发射阵地)。2022年俄罗斯国家航天集团宣布质子-M系列火箭正式停产,后续该型火箭的剩余库存发射任务完成后,将由安加拉A5运载火箭全面替代,但受安加拉系列发射场纬度限制,在KVTK上面级服役前,质子-M第三阶段改进型仍是俄罗斯GTO运力最强的现役运载火箭。

技术特点

该型火箭在继承质子系列成熟设计的基础上,针对前序型号暴露的可靠性、运力短板进行了多轮迭代升级,全箭采用四级构型(含Briz-M“微风-M”上面级),推进系统全部使用偏二甲肼/四氧化二氮常温推进剂,虽然该类推进剂具有毒性、比冲低于液氧煤油等新型推进剂,但可长期贮存、发动机结构简单可靠,适合执行需要多次点火的复杂轨道发射任务,其核心技术参数如下表所示:

子级/系统 核心参数 技术特点
一子级 长度21.18米,干重30.6吨,推进剂加注量438.3吨,配备6台RD-276液发发动机,单台海平面推力1583千牛,摇摆范围±7度 采用中央氧化剂贮箱+外围6个燃烧剂贮箱的捆绑布局,贮箱直径4.1米,满足铁路运输至拜科努尔发射场的限宽要求;RD-276为RD-275的改进型号,推力提升5%,燃烧效率提升2%,是目前推力最大的常温推进剂液体发动机之一
二子级 长度14.5米,推进剂加注量176.8吨,配备4台RD-0210发动机,真空总推力2400千牛 采用半热分离方式与一子级分离,级间段仅开设少量排焰窗口,结构强度高于传统杆系级间段,降低了分离过程中的气动干扰风险
三子级 长度4.1米,推进剂加注量46.6吨,配备1台RD-0212主发动机+4台游机,真空总推力614千牛 游机可实现双向摇摆,为三子级飞行段提供姿态控制;改进了涡轮泵固定结构,解决了前序型号曾出现的游机涡轮泵脱落、推进剂管路损坏的故障问题
Briz-M上面级 干重2.37吨,推进剂加注量19.8吨,配备1台14D30发动机,真空推力19.6千牛,比冲326秒,工作寿命可达3000秒 支持最多7次在轨点火,可实现多星部署、复杂轨道变轨、直接入轨GEO等任务;贮箱采用轻量化合金材料,相比早期“微风-M”上面级减重120公斤,推力提升8%,姿控系统响应速度提升30%
航电系统 采用数字化闭环制导系统,配备新型惯性测量单元 导航精度相比前序型号提升40%,入轨轨道偏差小于0.02度,支持发射过程中自主故障诊断和轨道修正,取消了地面测控全程干预的需求

该型火箭也被业内称为“地表最强毒发”,是全球使用常温有毒推进剂的火箭中运力最大、技术成熟度最高的型号,相比前序的质子-M增强型,第三阶段改进型重点优化了结构减重和航电系统可靠性,发射成功率提升至100%——根据公开统计数据,该型火箭总计执行53次发射任务,全部实现卫星成功入轨,累计将61颗卫星送入预定轨道,解决了2006-2015年间质子系列火箭事故频发的问题,此前的故障多与苏联解体后俄罗斯航天工业管理混乱、总装流程不规范有关,第三阶段改进型通过优化总装质控流程、增加关键部件装配过程的全程记录,彻底解决了传感器装反、管路固定失效等低级错误问题。

发射历史和重要任务

质子-M第三阶段改进型于2011年完成首飞,至2023年完成最后一次公开发射,12年间累计执行53次发射任务,是俄罗斯2010年后高轨发射任务的主力运载工具,近年5次典型发射记录如下表所示:

发射代码 发射时间 所属方 发射工位 入轨卫星数量 任务内容
2023-031 2023年3月12日 独联体(CIS) 拜科努尔TTMTR工位 1 发射LUCH (OLYMP) 2号数据中继卫星,国际编号2023-031A,定点于地球同步轨道,为俄罗斯低轨航天器提供数据中转服务,设计寿命15年,是俄罗斯新一代空间数据中继系统的第二颗组网卫星
2020-053 2020年7月30日 独联体(CIS) 拜科努尔TTMTR工位 2 一箭双星发射2颗“格洛纳斯-K”导航卫星,入轨中高轨道,提升格洛纳斯全球导航系统的覆盖精度,该批次卫星采用国产新型元器件,抗干扰能力相比前代提升2倍
2019-048 2019年8月5日 独联体(CIS) 拜科努尔TTMTR工位 1 发射“快讯-M3”通信卫星,定点于东经11度同步轨道,为俄罗斯及欧洲地区提供广播电视、宽带通信服务,通信容量达40Gbps
2019-031 2019年5月30日 独联体(CIS) 拜科努尔TTMTR工位 1 发射“亚马尔-601”商业通信卫星,为俄罗斯天然气工业股份公司所有,提供跨欧亚大陆的油气产业专网通信服务,设计寿命18年
2018-107 2018年12月21日 独联体(CIS) 拜科努尔TTMTR工位 1 发射“Elektro-L 3”气象卫星,入轨地球同步轨道,用于监测俄罗斯全境及北半球的气象变化,提供实时云图、大气温湿度探测数据,提升极端天气预报精度

除上述任务外,该型火箭还曾执行过欧洲通信卫星、墨西哥通信卫星等多个国际商业发射任务,全程保持100%的发射成功率,是俄罗斯航天工业在2010年后可靠性提升的标志性成果。随着2022年质子-M系列停产,目前该型火箭仅剩余少量库存待执行任务,后续俄罗斯高轨发射任务将逐步过渡到安加拉A5火箭,但质子-M第三阶段改进型作为苏联解体后俄罗斯独立改进的最成功运载火箭型号,为俄罗斯航天系统的高轨组网、商业发射市场开拓提供了关键支撑,其成熟的常温推进剂火箭设计思路、质控流程改进经验也为后续安加拉系列的研发提供了重要参考。

Reference Sources: 卫星百科 搜狗百科 哔哩哔哩
Cover Image
质子-M Briz-M 第三阶段改进型
Model Evolution
Predecessor Proton-M Enhanced(质子M+)
Current 质子-M Briz-M 第三阶段改进型