Redstone Rocket - rpybd/Kerbal-Aeronautics-and-Astronautics-Administration GitHub Wiki

  红石火箭(Redstone Rocket)是KSEC设计实现的第一个火箭系列,创造了航天史上的多个第一。之后KSEC改进了红石系列火箭设计,在空气动力学、推力、功能方面都有进步。红石火箭中虽然没有第一枚发射并进入太空与亚太空的火箭,但它之后承担了多次飞行任务,并完成了第一次载人航天。红石火箭的技术早已过时,但它之中蕴含的多级火箭、固体火箭助推等思想却深深影响了之后的火箭设计,其自身也成功完成了多次航天任务,在航天史上留下了浓墨重彩的一笔。

  红石火箭系列是一个大家族,它并非是特意设计的火箭系列,而是起源于红石火箭(后称红石1-A),由其衍生改进版本组成的,包括红石1(共两个版本A、B)、红石2(A、B、C)、红石4(A、C)3种型号。由于它的突出贡献,红石几乎成为了火箭的代名词。

  1. 红石1与红石1-A
  2. 红石2
  3. 红石4

红石1与红石1-A

  红石1-A是KSEC设计的第一种多级火箭,也是制造的第一枚多级火箭。在航天理论形成后,Kerbals就一直在考虑用一种工具将所有能看得到的东西送到太空中去。红石1-A就是这样一种工具。它由 Tsiolkovsky Kerman 和相关技术人员设计提出,并在 Haskell Kerman 任内最终问世。这是一种三级结构火箭,采用液氧-酒精作为燃料,上面芯级发动机真空推力20KN,下面芯级单推力室发动机推力达60KN。红石1-A成功的将第一枚飞行器送入了太空,并成功回收,证明了火箭在太空探索中的作用。虽然红石1-A的性能在当前看来实属羸弱,但它当时确实开创了航天新纪元。在KAAA时期,红石1-A还将第一枚Kerbin卫星送入轨道。之后经过无数工程师与科学家们的改进,它衍生出了许多型号与版本,创造了航天史上的多个成就,如完成第一次载人航天、成功发射了多枚轨道探测器。

  由于红石1-A的固有局限,它的改进版本红石1-B问世。1-B在1-A的基础上增强了可靠性、提高了载荷,并且增大了矢量范围,取得了更好的操控性。红石1-B在之后承担了一些发射任务,但由于红石1系列本身的技术水平不高,性能并不十分让人们满意。

红石2

  通过红石1的设计与制造,KAAA掌握了大量的经验,并开始思考如何设计制造出技术先进、性能优越、可适应多种需要的火箭。在这样的指导思想下,继承了红石1的优点、面向多种发射任务进行了针对性改进的红石2系列火箭问世了。红石2-A火箭的主要特点是载荷大、操控性好,通过加装3个固体助推火箭,它的下面级能提供776KN的最大推力,主要用于验证性发射,同时也完成了一些卫星的入轨任务,例如Kerbin极轨探测卫星(后星载计算机故障,失去联系)。经过改进,在牺牲一些操控性后,上面级载荷达到了惊人的2.5吨,同时红石2-B的箭载计算机性能大大提高,足以将探测器发射至Minmus轨道。虽然红石2-B的首次发射失败了,但经过故障排查与改进,在这一型号的设计生命周期中,它承载了众多卫星、航天器与实验材料,并安全地将它们送到了目的地。在红石2-B的激励下,KAAA科技部开始设计新一代火箭,也就是红石3系列。工程师与科学家们的奇思妙想催生了这一创造性的设计,然而这种设计的性能过于冗余,造价过高。最终在财政部与运营部的强烈反对下,红石3下马,正在制造的唯一一枚红石3-A火箭被划归为红石2系列,成为了红石2-C型号的独一份。红石2-C很好地执行了Duna的探测任务,虽然探测器已坠落自毁,但2-C同时送去的一枚中继卫星留了下来(最终由于星载计算机故障失去联系),成为唯一一个现存Kerbals送入其他行星轨道的卫星。

红石4

  红石4系列是一个失败的设计,也是红石系列最后的挽歌,即便它设计前卫、性能强大、功勋卓著,完成了Kerbin、Mun与Kerbol中继卫星的入轨,同时承担了众多发射任务。在红石3的教训后,科技部认识到火箭设计要与实际任务需求相结合,不能过于超前也不能不思进取。因此,KAAA开始主持新一代火箭的设计立项工作,为设想中的DSCN地外部分大型通信卫星做准备。此时地外通信卫星的原型与主体——核心中继器——的设计已经初步定型,技术指标也已确定,便针对性地对早已开始设计的配套火箭红石4-A进行修改、制造。然而在制造过程中出现了诸多问题。最初是采用的最新箭体材料出现问题,不能提供足够的支撑强度;接下来发动机出现了多次故障,可靠性低下根本无法满足需要,甚至在试车过程中发生了一起严重的爆炸事故;除此之外还有连接问题、空气动力学问题等等。虽然这些问题都在技术人员们的辛勤工作下解决了,但这很明显地暴露出KSEC在火箭论证、设计与制造过程存在诸多问题,如权责不清、管理混乱、没有做到技术对口、规范制度等。红石4-A成功完成了Kerbin轨道中继卫星一箭三星的发射任务,且均为质量在8吨的大型卫星(为卫星底座,在对接通讯构件后正式投入使用),还执行了一部分很有意义的任务。尽管红石4的功绩值得肯定,但问题依旧存在。KAAA之后决定完善这一设计,立项了红石4-B,希望能承担起Kerbol轨道中继卫星的发射任务。但事情的发展出乎了Kerbals的预料:红石4-B的设计简直就是一个灾难,最后连一试身手的的机会都不存在。

  红石4-B是由科技部下属的运载机体设计局负责设计的。这是原先KSEC的火箭设计组在吸收大量相关技术人员并扩充后形成的,职责包括负责火箭、飞机、高级航天器等太空计划所需的运载工具的论证、设计与评估工作,并负责指导、监督相应的制造工作。在红石4-B立项之初,运载机体设计局就过于低估了任务的难度。他们认为现有的红石4-A虽然存在很多问题,但经过改进与多次实践证明了它的可用性,可以适用于太阳轨道的发射任务,因此只是在4-A的基础上修修补补、提高载荷、多加ΔV而已。但是他们犯了严重的错误:太阳风、深空宇宙辐射将对这一装载了大型精密电子仪器的火箭提出严峻的挑战。一位小小的工程师向他的同事和领导反映了自己的忧虑,但大家都认为这无关紧要,直到制造过程中一次偶然的电磁泄露事故导致卫星器件失灵,KAAA才意识到4-B的设计存在严重很大问题,运载机体设计局受到问责后急忙开始改正。为了不耽误原定的发射日期,他们仓促更新了设计,采用了大量不成熟的技术,最终交付了图纸,随后开始建造。在预定日期到来之际,4-B被搬上了发射台,开始做发射前的最后一次检查。来自KSC发射场的工程师们仔细检查了这一承载着昂贵卫星的庞然大物,却在这一过程中发现几处隐患。他们忧心忡忡地向设计局反映了这些问题,但对方的回答却是:设计无误,无关痛痒。就这样,在忧虑中4-B开始了发射进程——当然,最后失败了,成为了真正灾难性的事故。发射升空81.7秒后,红石4-B燃料箱外表面脱落的一块泡沫材料撞击到其中一个固体推进火箭的环接处,形成裂缝。在突破大气层的过程中由于结构上固有的隐患,箭体承载不住过强的气压开始翻滚。高速气流冲击了先前形成的裂缝,导致环接失效,高温高压燃气开始泄露,并冲击到了箭体主体。最终火箭在过热、结构撕裂等多个问题的作用下爆炸坠毁。此次事故更加明显地暴露了运载机体设计局内部的问题,并引起了广泛关注。