老军001:简单对比世界各国的大火箭技术

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导读: 作者:南海和老军001 昨天的央视《今日关注》栏目,披露了中国大火箭长征5亮相范保罗航展的消息,央视专家给了简单评说,但南海和老军001认为,他们的解说还不够细致,达不到科普的水平,这里,老军精英群精英网友南海根据一些公开的资料,愿意给军事爱好者详细谈谈,且听南海的分析。 目前世界航天领域比较强的国家和地区大致为:美、俄、欧盟、中、日,这五个国家和地区包揽了航天发射95%的份额,当然在航天应用领域,以色列,加拿大,乃至巴西和印度也有相当的建树。单说运载工具领域,目前由于美国航天飞机处于准
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作者:南海和老军001

昨天的央视《今日关注》栏目,披露了中国大火箭长征5亮相范保罗航展的消息,央视专家给了简单评说,但南海和老军001认为,他们的解说还不够细致,达不到科普的水平,这里,老军精英群精英网友南海根据一些公开的资料,愿意给军事爱好者详细谈谈,且听南海的分析。

目前世界航天领域比较强的国家和地区大致为:美、俄、欧盟、中、日,这五个国家和地区包揽了航天发射95%的份额,当然在航天应用领域,以色列,加拿大,乃至巴西和印度也有相当的建树。单说运载工具领域,目前由于美国航天飞机处于准退役状态,世界主力的运载工具为火箭。世界主要的运载用火箭有以下几种:俄罗斯质子,美国德尔塔和宇宙神,欧空局阿丽亚娜,日本H2系列,中国长征和印度的PSLV和GSLV。

运载火箭目前主流的发展方向有,第一是动力系统的全面换代,以氢氧发动机或液氧煤油发动机作为主动力;在助推级上兼顾固体火箭,当然说到这里,印度属于另类,印度目前的主力运载工具PSLV为全固体燃料四级火箭,算是主流中的异数;第二个特点就是采用模块化和标准化的组合方式形成运载能力覆盖范围较广的运载火箭系列,形成平台化,这样的好处在于通用性更强,可根据任务需求调整火箭构型,降低发射成本;第三个特点是设计时兼顾军用和民用需求,在原始设计上就充分考虑可靠性、安全性、经济性等设计原则,使得研制成本大为降低,使用成本也显著优化,可以说,目前先进运载火箭在设计之初的原则、标准和流程上已经全面革新,不同于以往;第四个特点是上面级技术蓬勃发展,形成了新的火箭研发热点;第五个特点是火箭近地轨道(LEO)运载能力超过20吨,地球同步转移轨道(GTO)运载能力达10吨已经成为新一代运载火箭的基本运载要求,以满足未来航天发射的需要;

就各国而言,目前西方国家已经全面的换代新型运载火箭如日本的H2B,欧空局的阿丽亚娜5,美国的德尔塔4,宇宙神5,而俄罗斯和中国的新型运载火箭还有3到4年时间才能正式发射。就火箭技术而言,美国和俄罗斯凭借冷战遗产,仍然走在各国之前,其中美国的宇宙神5和俄罗斯的安加拉火箭使用由能源号火箭助推级演变而来的火箭发动机为芯级发动机,而这一款火箭发动机的衍生系列也被用在韩国的罗老号上作为第一级,这算是冷战结束以后美俄之间最大的航天技术合作项目。当然美国人并非光用俄罗斯的技术而不前进,除去洛克希德·马丁公司宇宙神5火箭,美国火箭发射的主力还是波音公司的德尔塔4型火箭,这一火箭的芯级发动机来源于美国为航天飞机研制的主发动机SSME,代号为RS-68。在设计上,德尔塔火箭可谓别出心裁,取消了助推级火箭而直接捆绑三个芯级火箭构成三核心火箭,两个核心作为助推级使用,可实现一级入轨。欧空局的阿丽亚娜5火箭则使用火神2主发动机,助推级使用固体火箭,上面级采用低温氢氧发动机,其中火神2发动机由斯奈克玛公司研制,固体火箭则由欧洲推进公司提供。低温氢氧发动机也由斯奈克玛公司提供,不过火箭的整体运载系数偏小。而日本的H2系列火箭则以技术出众而出众,其一级火箭发动机LE-7A,由三菱和日本宇航事业推进部研制。

以上新一代运载火箭,就一级技术而言分为两类,一类为低温氢氧发动机,以德尔塔,阿丽亚娜和H2为代表,一类为液氧煤油发动机,宇宙神,安加拉和长征五都属于这一类,这两类发动机各有优缺点,鹿死谁手,尚未可知。目前认为H2B使用了氢氧发动机第一级其火箭性能就优于长征五,这样的看法是片面的。而新一代运载火箭在上面级都使用了低温氢氧发动机,技术比较统一,在火箭构型上,各国都使用了一级半LEO/二级半GTO的构型,全面抛弃了以往三级乃至四级火箭的构型设计。

中国的长征五号火箭就构型来说,芯级其实是低温氢氧发动机,助推级为液氧煤油,但是由于主要推力来源为助推级的液氧煤油,所以在一级上仍然看做液氧煤油发动机,运载系数比较高,优于H2B,仅次于德尔塔,就总体设计而言,十分出色。由于目前尚未正式发射,因此具体性能尚未完全透露,总的来说,长征五号跟上了目前运载火箭发展的潮流,性能处于新一代运载火箭中上水平。

本博文由老军精英群中精英网友南海所作,老军001进行了整理和发表。

老军001发表于2010年7月23日

本博文图片由网友在路上提供


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