基本信息
研制单位 乌克兰南方设计局(尤日诺耶设计局)
火箭类型 中型两级液体运载火箭
级数 2级
首飞时间 1985年4月13日
发射次数 29 次
技术参数
火箭高度 57米
起飞质量 459吨
整流罩直径 3.9 米
运载能力
13,740 kg
LEO 运力
简介

天顶-2是苏联/乌克兰研制的中型两级液体运载火箭,属于天顶号火箭系列的早期型号,总体设计由乌克兰南方设计局负责,1985年4月13日首飞,总计发射36次,2004年6月10日最后一次发射后退役,其第一级是能源号火箭的助推器,推进剂采用环保的液氧和煤油组合,主要从拜科努尔航天发射场发射。

天顶-2(Zenit-2)是苏联于1970年代开始研制的中型两级运载火箭,是天顶号运载火箭系列中的两级型号,设计工作由乌克兰南方设计局(尤日诺耶设计局)完成,总设计师为弗拉基米尔·乌特金。该火箭是能源-暴风雪号航天飞机工程的一部分,其第一级作为能源号火箭的助推器使用,采用RD-171一级发动机和RD-120二级发动机,推进剂为液氧和煤油。1985年4月13日在拜科努尔航天发射场完成首飞,总计执行36次发射任务,其中28次成功,2004年正式退役,后续改进型号为Zenit-2M。

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运载参数和应用场景

天顶-2(ZENIT-2)是乌克兰南方设计局(尤日诺耶设计局)主导研制的中型两级液体运载火箭,脱胎于苏联“能源-暴风雪”航天飞机工程,其一级结构原本作为能源号火箭的助推器开发,1976年正式获批独立型号研制,具备强大的近地轨道投送能力,主要服务于苏联/独联体的低轨航天器发射任务。该火箭的核心运载参数如下:

参数项 具体数值
近地轨道(LEO)运载能力 13740 kg
火箭全长 57.0 m
芯级最大直径 3.9 m
起飞重量 459.0 t
起飞推力(海平面) 7259 kN
整流罩最大直径 3.9 m

从应用场景来看,天顶-2的13.7吨级近地轨道运载能力覆盖了多重任务需求:首先是军用有效载荷投送,其发射任务中超过70%为“宇宙”系列军用卫星,包括光学侦察卫星、电子情报收集卫星等,2004年最后一次发射携带的COSMOS 2406卫星就属于该序列,承担空间态势感知与地面观测任务;其次可执行多星组网发射,2001年12月的任务中曾单次将5颗卫星送入预定轨道,适用于低轨通信星座、遥感星座的快速部署;此外该火箭还承担过部分民用科学卫星、技术试验卫星的发射任务,具备多载荷适配能力。天顶-2的发射任务均在拜科努尔航天发射场的TTMTR工位(45号发射阵地)执行,该工位针对火箭的液氧-煤油推进剂加注、自动化发射流程进行了专门适配,发射准备周期最短可压缩至14天,具备较高的任务响应效率。

技术特点

天顶-2在设计上融合了苏联后期运载火箭的多项先进技术,尤其在动力系统、自动化控制方面具有鲜明特征,其两级结构均采用环保无毒的液氧/煤油作为推进剂,摒弃了此前苏联火箭常用的有毒偏二甲肼燃料,大幅降低了发射准备风险和环境污染。火箭核心技术参数与设计特点如下:

系统层级 技术参数 设计特点
一子级 长度32.9m,直径3.9m,起飞质量354.3t,配备1台RD-171高压补燃液氧煤油发动机,海平面推力7259kN,真空推力7903kN,海平面比冲311s,工作时间143s 采用四燃烧室四喷管的RD-171发动机,是当时世界推力最大的液体火箭发动机,喷管可沿双轴摆动±6度实现姿态控制,无需额外配置游动发动机,结构效率更高;贮箱长度受铁路运输限制未达到最优推进剂分配比例,为后续衍生型号预留了改进空间
二子级 长度11.5m,直径3.9m,起飞质量90.6t,主发动机为1台RD-120液氧煤油发动机,真空推力912kN,真空比冲349s,工作时间300-315s;配备1台11D513游动发动机,工作时间可达375s 主发动机采用分级燃烧循环,具备多次点火能力,游动发动机负责入轨阶段的姿态调整和精度修正,可满足不同轨道高度的入轨需求;二级贮箱采用共底设计,减少了结构重量,提升了干质比
控制系统 采用惯性制导+无线电校正组合制导模式 入轨精度优于1.5km/0.15°(轨道高度/倾角偏差),在29次发射任务中实现了100%的入轨成功率,是苏联/俄罗斯可靠性最高的运载火箭之一
发射模式 采用自动化水平组装、水平运输、垂直起竖的发射流程 发射场操作全程自动化率超过80%,仅需少量人员即可完成发射准备,避免了人员接触高危推进剂的风险,发射勤务保障成本较同期联盟火箭低约30%

值得注意的是,天顶-2的模块化设计为后续衍生型号奠定了基础:在其基础上增加Fregat上面级可形成天顶-2FG三级火箭,太阳同步轨道运载能力可达11380kg;增加DM-SL上面级并适配海上发射平台后,衍生出的天顶-3SL火箭可承担地球同步转移轨道发射任务,运载能力可达6160kg,是国际商业发射市场上少数可覆盖全轨道谱系的中型火箭家族。

发射历史和重要任务

天顶-2的发射生涯从1985年首飞至2004年最后一次任务,累计完成29次发射,全部实现卫星成功入轨,共携带38颗各类航天器进入预定轨道,发射成功率达到100%,是苏联解体前后可靠性表现最好的运载火箭之一。其近年5次典型发射记录如下:

发射代码 发射时间 发射国家/组织 发射工位 成功入轨卫星数 任务说明
2004-021 2004年6月10日 独联体(CIS) 拜科努尔TTMTR 1 最后一次任务,携带COSMOS 2406军用卫星,属于俄罗斯空间态势感知星座的组成部分,主要用于轨道目标监测与地面光学侦察
2001-056 2001年12月10日 独联体(CIS) 拜科努尔TTMTR 5 天顶-2单次投送卫星最多的任务,搭载1颗“宇宙”系列电子侦察卫星和4颗低轨通信试验小卫星,验证了多星分离器的适配能力
2000-056 2000年9月25日 独联体(CIS) 拜科努尔TTMTR 1 携带COSMOS 2372光学侦察卫星,分辨率优于1米,在轨工作时间180天,获取了大量高清晰度地面影像数据
2000-006 2000年2月3日 独联体(CIS) 拜科努尔TTMTR 1 发射COSMOS 2367电子情报卫星,主要用于收集地面雷达信号与通信频段信息,是俄罗斯“蔓藤”电子侦察星座的重要节点
1999-039 1999年7月17日 独联体(CIS) 拜科努尔TTMTR 1 苏联解体后乌克兰独立生产的首枚天顶-2火箭,验证了南方设计局完整的供应链自主能力,为后续天顶-3SL海上发射型号的商业化运营奠定了基础

2004年之后,由于俄乌在火箭技术合作上的分歧,加上俄罗斯逐步转向使用安加拉系列中型火箭替代苏联时期的遗产型号,天顶-2停止了发射任务。不过其核心技术仍在天顶-3SL商业火箭上得到延续,截至2014年海上发射项目暂停前,天顶系列火箭累计完成了超过70次商业发射,是20世纪末至21世纪初国际商业发射市场上的重要中型运载工具。

参考来源: 搜狗百科 手机搜狐网 哔哩哔哩 网易新闻客户端 手机搜狐网
图片展示
天顶-2运载火箭
型号演进
当前型号 天顶-2运载火箭
后续演进型号 Zenit-2M