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日本H-3火箭,剑指国际商业卫星发射市场
来源:中国航天报·飞天科普周刊     日期:2017年05月19日    字体:【】【】【

近日,日本媒体报道,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)在鹿儿岛县的种子岛宇宙中心为H-3新一代运载火箭实施了LE-9发动机燃烧试验,以争取到2020年实现实用化。

据悉,该火箭将采用消费类零部件和易于量产的机体,发射成本可将大幅度下降,目的是抗衡在商业卫星发射市场上占优势的美国、欧空局和俄罗斯。那么,H-3是一种什么样的火箭?该火箭具有哪些特点?

进军商业市场

近年来,国际商业航天市场可谓是风起云涌,市场规模不断膨胀。据美国航天基金会发布的报告统计,2015年全球航天经济总量约3353亿美元,其中商业航天产业占比高达76%。根据市场预测,到2020年,全球航天产业市场总额将达到4850亿美元。

在如此巨大市场的吸引下,中国、美国、俄罗斯等传统航天大国竞相研制新一代运载火箭并推向国际发射市场,希望能在这场盛宴中分一杯羹。在国家主导的航天项目外,也有美国SpaceX和蓝色起源等民营商业航天公司强势崛起,通过低廉的发射成本抢占了大量的发射业务。

在此背景下,2013年5月,日本政府提出了研制新一代大型运载火箭H-3的方针,希望能够取代现有的H-2火箭系列,进军国际商业航天发射市场。

现役火箭成本高

目前,日本现役明星火箭当属H-2系列,主要包括H-2A和在此基础上升级的H-2B,累计发射成功率高达95%以上。

H-2A于2001年8月首次发射成功,最大起飞重量为445吨,全箭长53米,直径4米,近地轨道运载能力10~15吨,地球同步转移轨道运载能力4.1~6吨。

H-2B于2009年首次成功发射升空,与H-2A的区别在于H-2B一子级使用了两台LE-7A发动机,同时将一子级火箭的燃料箱直径由原来的4米扩大到5.2米,其最大起飞重量为551吨,全箭长56米,直径5.2米,近地轨道运载能力16.5吨,地球同步转移轨道运载能力8吨。

虽然,上述两种火箭的性能较为先进,在性能和运载能力上完全能同欧美国家的运载火箭媲美,但较高的发射成本和发射周期成为其获取商业卫星发射订单的最大障碍。

抗衡美俄航天强国

日本政府和JAXA对H-3火箭寄予厚望,希望该火箭能够有效降低成本,缩短发射周期,积极获得更多来自国际市场上的卫星发射服务订单。

据日本媒体报道,H-3火箭全长63米,直径5.2米,可将6.5吨重的载荷送入到地球同步轨道。

另外,H-3采用的LE-9大推力液氧液氢发动机,预计可实现最大真空推力140吨。由于这是一种开式膨胀循环液氧液氢发动机,通过开式膨胀循环的独特设计,实现了火箭发动机膨胀循环高可靠性和开式循环大推力的统一,在世界火箭发动机设计上可谓自成一派。

同时,为了控制成本,JAXA采用与民营公司合作模式,目前正与三菱重工、IHI等企业共同推进研制,计划将发射成本由现役火箭的约100亿日元减至约50亿日元。

从技术指标上看,虽然H-3火箭选用了性能更好的发动机,但最大运载能力仍然不如H-2B。可见,日本研制H-3火箭的直接目标并非为了大幅提升运载能力,而是通过控制成本,未来能够抗衡在卫星发射市场上占优势的美国、欧洲和俄罗斯。(郑本昌)

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