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帖子主题:[原创]通过缩短YF77发动机的持续工作时间长征五号火箭已经迎来了真正的春天

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[原创]通过缩短YF77发动机的持续工作时间长征五号火箭已经迎来了真正的春天

后记(一)。
[size=10.5]YF77主芯级氢氧发动机的持续工作时间缩小具体为[size=10.5]310秒、[size=10.5]330秒还是[size=10.5]350秒(高凉陈君认为不能够超过[size=10.5]350秒,即与日本的[size=10.5]H2B[size=10.5]LE7A发动机相同就尽顶了事),这都只是一个“技术性问题”。[size=10.5]

同样,[size=10.5]5米直径煤油助推器与并联[size=10.5]4[size=10.5]YF77氢氧发动机新研制的主芯级长度不匹配的问题解决起来也易如反掌。那么同样缩小下[size=10.5]YF77氢氧发动机主芯级的长度为[size=10.5]50米左右,[size=10.5]YF77氢氧发动机的持续工作时同样缩短为[size=10.5]390秒左右(即与日本[size=10.5]H2A火箭主芯级发动机的持续工作时间相差不远)。而[size=10.5]5米煤油助推器的长度,则学习欧洲研制阿里安[size=10.5]6火箭的技术路径,通过拉长[size=10.5]5米直径煤油助推器头锥的方式,也一样能够提升到[size=10.5]50 米的水平区间。[size=10.5]

这些都只是“技术性问题”,领导拍板“路线方案”之后,具体的工作就由工程师与专家们来具体细化与执行完成。[size=10.5]

高凉陈君之所以还是选择并联使用[size=10.5]4[size=10.5]YF77氢氧发动机来研制新火箭主芯级的方案,核心原因就是必须充分照顾“方方面面”的利益诉求。[size=10.5]

这样北京[size=10.5]11所与天津滨海新区火箭生产工厂照样搞他们的[size=10.5]YF77氢氧发动机与低温主芯级,上海航天局则基于[size=10.5]5米直径研制他们的巨型煤油助推器。要基于这个[size=10.5]5米直径煤油助推器研制“可重复使用”的助推器也完全可以。[size=10.5]

至于捆绑[size=10.5]6[size=10.5]3[size=10.5]35米煤油助推器的飞行尾段过载问题,[size=10.5]YF100 煤油发动机具有相当的节流能力,这时候就可以使用上此一功能了。大不了在未尾工作期间,还可以每枚煤油助推器均关闭掉一台[size=10.5]YF100煤油发动机就了事。[size=10.5]

反正这些小问题解决起来都很容易的。[size=10.5]

[size=10.5]
YF77氢氧发动机主芯级持续工作时间缩短后(具体是310秒、330秒、340秒还是350秒,有待专家们来具体论证)的“改进型长征五号火箭”,捆绑4335YF100煤油助推器的GTO运力只要确保能够达9吨的区间就算合格。这个GTO运力9吨的区间设定,高凉陈君是按照东方红五号通讯卫星的最大构型水平来考虑的。
同样,“改进型长征五号火箭”捆绑6335YF100煤油助推器的GTO运力只要确保能够达13吨的水平也就算合格。即能够完成发射嫦娥5号月球无人采样飞船的任务就了事。
反正未来十年时间内,中国LEO运力需求最大的航天任务就是发射天宫空间站的23吨级核心舱与实验舱了,而GTO运力需求最大的航天任务就是发射嫦娥5号、6号月球无人探测飞船了。
基于这两大任务前提,再充分考虑YF77氢氧发动机当前的研制状态,高凉陈君坚定认为研制捆绑6335YF100煤油助推器的长征五号改进型火箭,要远远优于继续维持目前版本必须持续飞行工作460秒的长征五号火箭要“有把握得多、安全得多与可靠得多”。
毕竟确保“高价值载荷”航天任务的发射成功绝对压倒一切。
后记(二)。
[size=10.5]JOKI兄,如果改进型长征五号火箭的[size=10.5]YF77主芯级发动机的持续工作时间提升到[size=10.5]350秒的水平,捆绑[size=10.5]4[size=10.5]3[size=10.5]35米助推器后只要能够实现[size=10.5]GTO运力[size=10.5]8吨的水平,那么就暂时止步于此。因为长征五号遥[size=10.5]2火箭所发射的那一枚东方红五号通讯卫星的重量也只有[size=10.5]7[size=10.5]5吨而已。[size=10.5]

在此运载能力水平的基础上,先争取发射[size=10.5]7[size=10.5]8枚“降级版”的长征五号火箭来“逐渐摸清”长征五号火箭与[size=10.5]YF77氢氧发动机的“实际使用安全边界”再说。[size=10.5]

当年欧洲人研制的阿里安五火箭的“初始版”的运力水平也很烂,也只有[size=10.5]6500公斤的水平。之后,再通过后来一步步的升级改进,直到阿里安五[size=10.5]ECA火箭的阶段,其[size=10.5]GTO的运载能力才提升到接近[size=10.5]11吨的高峰水平的。[size=10.5]

至于捆绑[size=10.5]6[size=10.5]3[size=10.5]35米助推器后,改进型长征五号火箭的[size=10.5]GTO运载能力还不足以发射嫦娥五号无人飞船的话。那么就可以走美国火神火箭的技术发展路径,借此为理由上马使用[size=10.5]4[size=10.5]YF75D发动机并联来研制改进型长征五号火箭的巨型低温上面级了。[size=10.5]

高凉陈君认为,并联使用[size=10.5]4[size=10.5]YF75D发动机研制巨型低温上面级之后,那怕[size=10.5]YF77氢氧发动机主芯级的持续工作时间还是维持[size=10.5]350秒的水平,捆绑[size=10.5]4[size=10.5]3[size=10.5]35米助推器的长征五号改进型火箭其[size=10.5]GTO的运力都能够提升到[size=10.5]10吨的水平区间。[size=10.5]

而捆绑[size=10.5]6[size=10.5]3[size=10.5]35米助推器的长征五号改进型火箭,其[size=10.5]GTO运力什么也能够提升到[size=10.5]15吨的区间以上。因为美国火神[size=10.5]564火箭的[size=10.5]GTO运力就能够达到[size=10.5]16[size=10.5]3吨的地步,而捆绑[size=10.5]6[size=10.5]3[size=10.5]35米煤油助推器的中国长征五号火箭,其性能再差、再烂也还是有个限度的。[size=10.5]

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      2018/9/23 1:07:11

      网友回复

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      中国以自己的聪明加机敏的才智,让长征五号找到了一条更为可靠安全具有超高成功率的发射技术方案!

      2018/10/2 23:30:20
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      说别人拍脑袋,你的观点又何尝不是?

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      2018/9/30 7:07:53
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      理想很丰满,现实却很骨感。
      总是“想当然”地认为“一级半”构型方案能够极大地提高火箭发射飞行的可靠性,而长征五号火箭的研制过程却用事实证明了结果却恰恰相反。
      没有“高可靠性(这又与中国国家的基础工业部门的能力关系极大(不要以为欧洲能、原苏联能、美国能,就想当然地认为“中国也能”,那有这么简单的事情),解决起绝非一朝一夕之功)”的主芯级氢氧发动机,搞什么“一级半”火箭构型方案就完全是在胡闹与瞎折腾。
      坦率而言,长征五号火箭的整个研发团队现在都已经到了必须“悬崖勒马”的时候了。否则后果绝对不堪设想(可以参考原苏联N1火箭项目的最终命运结局)。

      2018/9/23 10:05:05
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      后记(四)[size=10.5]
      [size=10.5]
      本文最重大的贡献就是解决了长征五号火箭“能用”的核心问题。[size=10.5]
      [size=10.5]
      通过走日本[size=10.5]H2A[size=10.5]H2B火箭的技术演进路径,再参考[size=10.5]JOKI兄的推演数据,长征五号火箭的[size=10.5]YF77氢氧主芯级发动机的持续工作缩小为[size=10.5]350[size=10.5]360秒之间,就能够确保实现[size=10.5]GTO运力[size=10.5]9吨的“重大关键节点”。[size=10.5]
      [size=10.5]
      而未来[size=10.5]10年时间内,中国[size=10.5]90%[size=10.5]GTO轨道发射都是单星[size=10.5]9吨重量以内的空间任务。毕竟中国最重要的东方红[size=10.5]5号平台的通讯卫星的重量就只有这么大,风云四号气象卫星的重量最大也暂时没有超过[size=10.5]9吨区间的。这样的[size=10.5]GTO轨道任务使用“缩水版”的长征五号火箭来执行,运力早就已经“绰绰有余”了。[size=10.5]
      [size=10.5]
      同样,通过改为使用“二级半”构型的长征五号火箭来执行中国天宫空间站核心舱与实验舱的发射任务,主芯级[size=10.5]YF77氢氧发动机的持续工作时间缩小为[size=10.5]350秒左右的“长征五号改进型火箭”也一样能够成功地将重达[size=10.5]23吨的载荷送入[size=10.5]LEO目标轨道。[size=10.5]
      [size=10.5]
      因此,如果长征五号火箭总指挥部能够采用高凉陈君的此一设想方案建议,只要对目前长征五号火箭的飞行软件进行升级改进下。执行[size=10.5]GTO发射任务的长征五号遥[size=10.5]3火箭现在就可以立即运往海南文昌发射场执行实际的飞行发射任务了。[size=10.5]
      [size=10.5]
      至于发射天宫空间站核心舱的长征五号改进型火箭,由于还要面临必须加强[size=10.5]YF75D低温上面级的“硬件改进问题”,时间最多推迟[size=10.5]1年,即[size=10.5]2019年的[size=10.5]9月份也可执行实际的发射任务了。[size=10.5]
      [size=10.5]
      当然,要发射嫦娥五号无人月球飞船,进度就必须要大幅度推迟了。要研制能够捆绑[size=10.5]6[size=10.5]3[size=10.5]35[size=10.5]YF100煤油助推器的改进型长征五号火箭,时间周期起码要[size=10.5]3年左右,但最迟拖到[size=10.5]2021年秋天,也一样能够执行实际的发射飞行任务了。[size=10.5]
      [size=10.5]
      事实上高凉陈君忧虑[size=10.5]YF77氢氧发动机的“可靠性不足问题”已经有着非常漫长的时间了。[size=10.5]
      [size=10.5]
      而高凉陈君主张缩减长征五号火箭的[size=10.5]YF77氢氧主芯级的持续工作时间为[size=10.5]350秒左右的观点也已经提出很久了。熟悉高凉陈君评论文章的网友们都会知道的,这根本就是完全公开的事情。[size=10.5]
      [size=10.5]
      后记(五)[size=10.5]
      [size=10.5]
      高凉陈君认为,现在已经完全没有必要再担心长征五号火箭的实际飞行可靠性问题了。起码YF77氢氧发动机主芯级的工作可靠问题已经不必过于担心了(至于YF75D低温上面级发动机的可靠性,还有待观察考验)。
      因为通过采取缩小主芯级YF77氢氧发动机的持续工作飞行时间为350秒(左右)的办法,长征五号“缩水版”火箭就已经能够发射未来10年时间内中国国家高达95%的空间任务载荷。
      仅仅只剩下嫦娥5号与嫦娥六号无人月球探测飞船不能够发射而已。
      事实上如果早早就采用缩小YF77氢氧发动机主芯级的持续工作时间为350 秒的技术发展路径。正如上文分析所指出的那样,中国连在201772日发射的长征5号遥2火箭的飞行任务都不会面临失败问题。因为这样的话长征五号遥2火箭其中的1YF77氢氧发动机也只是仅仅提前了(350-346=4秒)4秒时间关机而已,对任务的最终成功执行根本就没有任何重大的影响。
      一句话,长征五号遥2火箭那一次高达10亿美元的学费“交”得实在太过沉重了。
      细细总结一下事实也是如此。未来10年(乃至15年)的漫长时间内,中国单星重量能够超过9吨的GTO轨道的空间发射任务又能够有多少呢?!
      东方红五号平台的通讯卫星重量多数都在8吨左右的区间。
      风云四号气象卫星的重量也多数在5吨左右的区间。
      而北斗全球导航卫星(补网卫星)的重量,最重也只在2吨左右,GTO运力高达9吨的缩水版长征五号火箭都完全可以“一箭三星(参考俄罗斯的质子火箭发射“格洛纳斯”导航卫星的方式)”的方式来进行发射。
      至于SSO轨道任务,那怕重达14吨的天舟货运飞船级别的“照相机卫星”,走“二级半”构型方案通杀LEOSSOGTOLTO任务的“改进型长征五号火箭”也一样能够发射之。
      同样,中国天宫空间站的那几个核心舱、实验舱的重量也在23吨左右的区间,采用“二级半”构型的“改进型长征五号火箭”(即YF77主芯级发动机依旧维持持续工作时间为350秒的水平,但YF75D氢氧发动机低温上面级的结构强度则必须大大加强,以能够承载重达23吨级的重型载荷)也通通能够发射。
      坦率而言,经过如此改进后长征五号火箭的未来前景已经完全“晴空万里、风轻云淡”。因为日本人研制H2B火箭的成功技术演进路径就直接摆在我们的前面了,只要YF77氢氧发动机主芯级也学着H2B火箭主芯级LE7A发动机那样,也将持续工作时间缩小为350秒的水准,中国长征五号火箭的研制工程就立即摆脱了当前“山重水复凝无路、柳暗花明又一村”的极其被动困局。
      陈天(高凉陈君)
      2018922

      2018/9/23 1:11:08
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      后记(三)[size=10.5]
      [size=10.5]
      “四助推[size=10.5]GTO运力[size=10.5]9吨,芯级[size=10.5]360s+。六助推[size=10.5]LTO运力[size=10.5]8.2,芯级[size=10.5]390s+。”[size=10.5]

      感谢[size=10.5]JOKI兄的有心推演,中国运载火箭研究院乃至更高层级的其它人员迟早都会看见到本文的这些“关键节点数据”的。[size=10.5]

      JOKI兄的这组数据充分表明了,长征五号遥[size=10.5]2火箭的发射失败并不是必然的。[size=10.5]

      如果走日本[size=10.5]H2A[size=10.5]H2B火箭“二级半”构型通杀[size=10.5]LEO[size=10.5]SSO[size=10.5]GTO[size=10.5]LTO发射任务的技术路径,正如[size=10.5]JOKI兄今天所推演的那样,只要确保长征五号[size=10.5]YF77氢氧发动机主芯级的持续工作时间能够达[size=10.5]350[size=10.5]360秒的区间,长征五号遥[size=10.5]2火箭所发射的东方红五号试验通讯卫星(重量只有[size=10.5]7500公斤)就能够成功进入轨道了。[size=10.5]

      此组数据对未来的长征五号火箭的实际发射应用具有特别重大的现实指导意义。高凉陈君认为,未来重量不超过[size=10.5]8吨的任务载荷,在使用长征五号火箭发射时一律减少[size=10.5]YF77氢氧发动机主芯级的液氢与液氧的加注量[size=10.5]33%左右(即采用[size=10.5]66%燃料与液氧加注量),即缩小[size=10.5]YF77氢氧发动机的持续工作时间为[size=10.5]350秒左右就了事,以尽量增加长征五号火箭实际飞行的工作可靠性。[size=10.5]

      反正未来中国使用长征五号火箭发射的单星重量超过[size=10.5]8吨的任务极少,象东方红五号平台的通讯卫星未来大多数的重量也都处于[size=10.5]8吨左右的区间。因此这一方案极具现实的运营操作价值。[size=10.5]

      在此,希望“有心人”将本文转发给长征五号火箭的总指挥王钰与总设计师李东他们看看。这就是长征五号遥[size=10.5]2火箭发射失败所总结出来的最有使用价值的经验教训。[size=10.5]

      其实,长征五号遥[size=10.5]2火箭的发射失败真的并不是必然发生的事情,因为那致命的[size=10.5]346秒其实已经离[size=10.5]350秒、[size=10.5]360秒这些“关键节点数据”非常之近了。[size=10.5]

      2018/9/23 1:09:04

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