六、火箭的动力系统

航天运载工具一般包括火箭结构、动力装置、控制系统三大部分。火箭飞行，首先离不开动力装置，因此作为火箭动力装置的火箭发动机的发展，对于运载火箭的兴衰成败有举足轻重的作用。前苏联著名的液体火箭发动机专家瓦连金·彼得罗维奇·格鲁什科就曾说过：“齐奥尔科夫斯基从理论上已经解决了宇宙航行问题，而我的任务就是把这些理论变为现实。所以搞火箭发动机就成为我一生奋斗的目标。”(www.daowen.com)

格鲁什科生于1908年9月2日。1922年当他只有14岁时，从一本叫《星际航行》的书中知道了齐奥尔科夫斯基为之献身的事业，唤起了格鲁什科对宇宙航行的憧憬。他如饥似渴地阅读齐奥尔科夫斯基的著作，并渴望齐奥尔科夫斯基给他指点迷津。于是他大胆地写信给齐奥尔科夫斯基，表达自己立志闯入宇航大门的理想。不久，齐奥尔科夫斯基回信给以热情鼓励，还两次给他寄书，希望他树立信心，不懈努力。从此，他们结下了亲密的师生情谊，格鲁什科追随齐奥尔科夫斯基的足迹，走上了研制火箭发动机的道路。1929年，格鲁什科从列宁格勒大学毕业后，开始从事空气动力实验工作，同年倡议成立液体火箭发动机研究小组，并参加早期的OPM（试验火箭发动机）—52型发动机的设计工作。格鲁什科认为，宇宙航行的基础是动力工程，如果不很好地解决与他有关的问题，那么航天只能是幻想。因此他选择火箭发动机研制作为致力于火箭技术发展的起点。1945年，由于格鲁什科在研制火箭发动机方面成绩卓著，他被任命为总设计师，先后主持了几个PⅡ系列的液体火箭发动机的设计工作。格鲁什科毕生致力于液体火箭发动机结构的完善程度，因为它决定火箭向太空发射的有效载荷重量，在航天技术领域具有更大的意义。他主持设计的液体火箭发动机最基本、最常用的是PⅡ—107和PⅡ—108两种，它们均采用液氧和煤油作推进剂，前者用在发射早期人造卫星和载人飞船的运载火箭上，后者多数用在发射行星探测器的运载火箭上。其次是PⅡ—200系列发动机，采用普通的硝酸和煤油作推进剂，或具有较高能量的四氧化二氮和偏二甲联作推进剂，其中PⅡ—211、PⅡ—213、PⅡ—214发动机用在发射宇宙号系列卫星的运载火箭上，PⅡ—219和PⅡ—253分别用在旋风号运载火箭和质子号运载火箭上。前苏联最大的运载火箭能源号采用先进的液氢液氧发动机。氢能自燃，氧能助燃，液氢和液氧都是在低温高压下被压缩的液体，因而液氢和液氧是一种高能低温推进剂，不仅能产生很高的能量，而且氢加氧燃烧后的产物是水，它无毒无污染，是目前性能最佳的一种火箭推进剂。格鲁什科主持的液氢液氧发动机，代表了他晚年最杰出的成就。这些发动机闻名于世，反映了前苏联火箭发动机发展的光荣历程。