基本信息
制造商 赫鲁尼切夫国家研究与生产空间中心
研制单位 礼炮设计局、赫鲁尼切夫国家研究与生产空间中心、化工自动设计局
火箭类型 大型一次性液体运载火箭
级数 四级(包含微风-M上面级)
首飞时间 2001年04月07日
发射次数 1 次
技术参数
火箭高度 58.2米
起飞质量 712吨
整流罩直径 4.35 米
发射成本 约4.68亿元人民币(约6500万美元)
运载能力
21,000 kg
LEO 运力
4,500 kg
GTO 运力
简介

质子-M Briz-M (Mod 1)是俄罗斯质子-M运载火箭的首个改进型号,采用微风-M上面级,属于重型液体运载火箭,主要用于将卫星等有效载荷送入近地轨道、地球同步转移轨道等轨道,2001年完成首飞。

Proton-M Briz-M (Mod 1)是俄罗斯在质子-K运载火箭基础上改进而来的重型运载火箭,前三级为质子-M基本型箭体,第四级采用微风-M(Briz-M)上面级,使用偏二甲肼/四氧化二氮作为推进剂,具备多次点火能力,可满足不同轨道的发射需求,发射场位于哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场,商业发射由国际发射服务公司(ILS)负责。

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运载参数和应用场景

质子-M/微风-M运载火箭(Mod 1型)作为俄罗斯早期重型液体运载火箭的代表型号,是在苏联“质子-K”火箭基础上改进的商业化型号,由礼炮设计局主导总体设计,赫鲁尼切夫国家研究与生产空间中心负责总装生产,化工自动设计局提供上面级动力系统,主要面向高轨道商业发射需求设计,核心运载参数如下:

参数项 具体数值
火箭全长 53.0 m
起飞重量 712.0 t
近地轨道(LEO)运载能力 22000 kg
地球同步转移轨道(GTO)运载能力 5500 kg
地球静止轨道(GEO)直接入轨能力 3000 kg
整流罩最大直径 4.35 m
整流罩内部可用高度 15.6 m

该型号的应用场景高度聚焦于高价值商业通信卫星发射,相较于前代质子-K/D组级火箭,其适配的微风-M上面级支持多次点火,可灵活调整入轨精度,尤其适合需要直接送入地球静止轨道的通信载荷,能够减少卫星自身的轨道转移燃料消耗,有效延长卫星在轨寿命。Mod 1型作为质子-M/微风-M系列的初始量产版本,主要服务于21世纪初期全球商业通信卫星市场的中大型载荷发射需求,当时欧洲、北美、东南亚等地区的运营商均将其作为阿里安系列火箭的备选方案,单次发射成本约为7000-8000万美元,较欧美同类发射服务低20%左右,是俄罗斯打开国际商业发射市场的核心型号之一。此外该型号也可承担低轨道大型载荷的发射任务,包括大型遥感卫星、空间站舱段等,不过受限于发射成本和推进剂毒性,实际应用中主要以高轨道商业发射为主。

技术特点

质子-M/微风-M(Mod 1型)采用四级串联布局,前三级为质子-M基础箭体,第四级为微风-M上面级,全部使用偏二甲肼/四氧化二氮作为推进剂,可在常温下长期贮存,无需发射前临时加注低温推进剂,发射准备周期更短,其各子级核心技术特点如下:

子级 动力系统 结构特点 关键性能
一级 6台RD-275液体发动机,单台地面推力1670千牛,总推力约10020千牛 采用中央氧化剂贮箱+外围6个燃料贮箱的布局,直径7.4米,长度21.2米,推进剂加注量450吨 工作时间约120秒,起飞推重比约1.43
二级 4台RD-0210液体发动机,真空总推力2390千牛 直径4.1米,长度14米,推进剂加注量170吨,级间段采用带排焰窗的封闭结构 工作时间约200秒,二三级采用“半热分离”模式,三级游机提前点火减少分离冲击
三级 1台RD-0212主发动机+4台游机,真空总推力300千牛 直径4.1米,长度6.5米,推进剂加注量48吨,采用闭环制导系统,入轨精度较质子-K提升30% 工作时间约230秒,可根据载荷需求灵活调整关机时间
四级(微风-M上面级) 1台14D30主发动机+12台姿控推力器,真空推力19.6千牛,比冲326秒 直径4.1米,长度2.61米,配备环形可分离外挂贮箱,推进剂总加注量19.8吨,无加压仪器舱设计 可多次点火,最长在轨工作时间24小时,支持多轨道部署、轨道平面调整等复杂任务

该型号的技术优势集中在三个方面:一是上面级与箭体推进剂统一,无需在发射工位额外增设加注设施,发射流程简化,拜科努尔发射场的准备周期可压缩至25天以内;二是微风-M上面级高度较低,相比前代D组级上面级缩短了3米,可适配更大尺寸的整流罩,载荷容纳空间提升40%,能够满足当时新一代通信卫星尺寸不断增大的需求;三是改进后的制导系统实现了全程闭环控制,有效载荷入轨精度偏差小于0.05°,轨道高度偏差小于500米,达到了国际商业发射的一流标准。不过该型号也存在明显短板,偏二甲肼/四氧化二氮推进剂具有高毒性,发射失败后容易对落区造成环境污染,且火箭一次性使用的设计使得发射成本难以进一步下降,为后续被安加拉系列火箭替代埋下了伏笔。

发射历史和重要任务

质子-M/微风-M(Mod 1型)作为系列初始型号,仅进行了2次验证性发射,全部取得成功,完成了型号的技术验证任务,为后续改进型的大规模商业化应用奠定了基础,其发射记录如下:

序号 发射代码 发射时间 发射站点 携带载荷 轨道类型 任务结果 备注
1 2001-016A 2001年4月7日 哈萨克斯坦拜科努尔发射场LC-81/24工位 荧光屏M-4通信卫星 GEO 成功 型号首次发射,验证火箭各系统协同工作能力
2 2002-062A 2002年12月29日 哈萨克斯坦拜科努尔发射场LC-81/24工位 NIMIQ 2(尼米克2号)通信卫星 GEO 成功 型号首次商业发射,卫星成功定点于西经91°轨道位置

其中2002年12月29日的发射是该型号最具代表性的任务,NIMIQ 2卫星是加拿大电信卫星公司运营的Ku/Ka频段通信卫星,发射质量3200千克,设计寿命15年,主要为北美地区提供广播电视、宽带通信服务。此次发射中,火箭起飞后依次完成一二级分离、二三级分离、三级关机及星箭组合体滑行,随后微风-M上面级经过4次点火,将卫星直接送入地球静止轨道,最终卫星入轨参数与设计值偏差小于0.03°,圆满完成任务,标志着该型号正式具备商业发射资质。

在完成这两次发射后,Mod 1型即停止生产,赫鲁尼切夫中心很快推出了改进型Mod 2和Phase 1版本,通过升级一级发动机为RD-276、减轻上面级结构重量、优化航电系统,将地球同步转移轨道运载能力提升至6.3吨,后续进一步改进的增强型更是将运力提升至7.5吨,成为2004-2019年全球商业高轨道发射的主力型号之一,累计完成超过100次发射任务,为俄罗斯贡献了超过100亿美元的商业发射收入。而Mod 1型作为系列的技术验证起点,其成熟的总体布局和上面级设计被后续所有改进型号继承,在俄罗斯航天工业商业化转型过程中起到了承上启下的关键作用。

参考来源: 中国新闻网 什么值得买社区频道 卫星百科 俄罗斯用“质子-M”号运载火箭成功将“光线”号卫星送入预定轨道 搜狗百科
图片展示
质子-M/微风-M运载火箭(Mod 1型)
型号演进
历史型号 质子-K运载火箭
当前型号 质子-M/微风-M运载火箭(Mod 1型)
后续演进型号 质子-M Briz-M (Mod 2)