日本H-III火箭首飞等待发动机最终认证

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日本的第三代液氧液氢火箭H-III即将迎来首次发射。H-III火箭是由日本宇宙航空研究开发机构JAXA和日本三菱重工业研究开发机构MHI共同开发的。H-III的前任,H-II火箭已经服役20多年了。
H-III是日本液氧液氢运载火箭的第三代。
H-I火箭是第一代,服役年限是1986年至1992年。H-I火箭使用了美国制造的雷神火箭一级,加装了6颗或9颗Caster-2固体捆绑火箭。这是日本第一次使用日本制造的低温第二级,使用新的LE-5发动机。H-I火箭直径2.44米,高42米。H-I火箭成功飞行了9次,成功率为100%。
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1994年,H-I火箭被H-II火箭所取代。第一级火箭使用了日本本国制造的LE-7液氧液氢发动机提供动力。H-II还包括一个升级的二级LE-5A发动机和两个日本制造的固体火箭发动机。火箭直径4米,高49米。从1994年到1999年,它进行了7次飞行,5次成功发射。然后H-II退役。
取而代之的是H-IIA火箭和H-IIB火箭。
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H-IIA是日本目前主要的运载火箭。第一级使用一台LE-7A氢氧发动机,第二级使用:LE-5B液氧液氢发动机,以及2个或4个捆绑固体助推器。H-IIA的直径与H-II相同,为4米,高53米。H-IIA于2001年进行了首飞,目前已经进行了43次发射,取得了42次成功。
H-IIB是H-IIA的一个更强大的版本,用于发射HTV货运飞船。该火箭第一级使用了两台LE-7A发动机,第二级与H-IIA相同。直径5.2米,长56.6米。从2009年到2020年,它执行了9次国际空间站货运补给任务,成功率100%。
H-III项目始于2014年,目的是替换老化的H-II系列火箭,以降低每次发射的成本。H-III更加接近H-IIB,H-III是一种有三种构型的两级火箭,不重复使用。H-III直径5.2米,高63米,是日本有史以来最大的火箭。
H-III火箭的发射起步价为4500万美元,约为H-IIA发射价格的一半。
H-III火箭的第一级使用两个或三个LE-9液氧液氢发动机,LE-9是日本新研发的火箭发动机,由LE-5火箭改造,推力1472 kN,比冲425秒。LE-9采用膨胀排放循环(开放循环),与蓝色起源的BE-3U发送机类似。
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第一台LE-9在2017年3月组装完毕开始测试。从2017年到2019年,又有四台 LE-9发动机进行了成功的测试。
2020年初,三菱重工和JAXA开始测试第一台用于 H-III火箭的认证发动机。在计划进行的14次试验中的第8次试验中,发现燃烧室和 LH2涡轮泵存在问题。发现燃烧室壁面和涡轮泵存在疲劳断口。这些问题已解决,但是已经导致第一次发射从2020年底推迟到2021年。2021年,LE-9发动机继续进行认证测试,第二台认证发动机目前正在进行十次测试中的第三次测试。
H-III火箭的第一级使用两个LE-9液氧液氢发动机时,将同时使用固体捆绑助推器。H-III火箭的第一级使用三个LE-9液氧液氢发动机时,不使用固体捆绑助推器。
H-III的二级火箭为LE-5B-3发动机。LE-5B-3是 LE-5发动机的最新版本。新的变型设计改善性能,同时降低成本。LE-5B-3将产生137kN的推力,比冲约为448秒。它将像 LE-9发动机一样使用膨胀排放循环。
2021年1月,测试完成,火箭被运往种子岛宇宙中心。一个月后,H-III火箭被放置在 H-IIB 火箭装配大楼(VAB)的可移动发射平台5(ML-5)上。2021年3月,H-III火箭被推出到发射综合设施2号发射台。到达2号发射台后,火箭为 装载了液氧和液氢,进行湿彩排。从那时起,H3一直在 VAB 等待未来的测试和 LE-9发动机的最终认证。
2022年第一季度,H-III运载火箭将与ALOS-3卫星一同升空。H-III火箭将 ALOS-3送入669公里的太阳同步轨道。
H-III的运力是将3吨的载荷送入太阳同步轨道,或将6.5吨的载荷送入GTO转移轨道。