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[原创]中国在2030年之前研制改进型长征五号火箭完全可行

中国在2030年之前研制改进型长征五号火箭完全可行
现在中国要基于长征五号火箭平台尽快搞出LTO运力达11吨的中间运力型火箭来,也必须到了研制“先进氢氧上面级”与升级改进为“捆绑6335米直径煤油助推器”两手抓、两手都要硬的时候了。毕竟太大、太激进的改进方案,“上头”也恐怕不会同意立项进行。
YF100煤油发动机的持续工作可靠性也经过实际飞行的多次检验了。最重要的因素还在于长征五号火箭目前所使用的335米煤油助推器的持续工作时间也的确不长,其使用的可靠性还是能够让人放心的。
而且龙乐豪院士早年提出的“长征五号DY”火箭研制方案,也是必须要捆绑上6335米液体助推器的,这也至少表明了“部分业内人士”也认可长征五号火箭有能力捆绑6335米助推器的。
因此长征五号火箭改为捆绑6335米液体助推器应该问题不大,具体如何就要经过专家们的专业分析论证了。
至于改造海南文昌发射场的升级改进问题,要解决起来反而更为容易。毕竟建筑物的改造显然难不住今天的中国人。
与之相反,长征五号目前的主芯级火箭的箭体结构改进为能够捆绑6335米助推器的难度到底有多大,反而才更为值得仔细去研究分析。
说到欧洲与日本的NRHO运输困局问题,由于目前研制中的阿里安6H3火箭的LTO运力最大的也只有7吨左右的水平。如果欧洲未来研制的新货运飞船也只有7吨的重量,其燃料装载量“顶天”了也只有3吨的水平,显然也必须至少进行两次的发射才足够支持载人登月舱执行一次的月面往返登陆飞行任务。
因此,在NRHO深空站时代,欧洲与日本缺失一款中间运力型火箭的困局问题还是不能够改变。日本的H3火箭与欧洲的阿里安6火箭不进行大规模的升级改造(LTO运载能力最起码也要升级到11吨的水平才可以“堪大用”),在NRHO时代真的是注定要彻底边缘化的。
(一)
JOKI兄,我之所以提出要捆绑6335米直径的液体助推器来研制改进型长征五号火箭,核心的原因就是“官场惰性”的存在。
现在俄罗斯人基于质子的41米直径主芯级火箭来研制联盟5火箭,美国人直接拿德尔塔4火箭所用的DCSS低温上面级来让SLS火箭使用,也都是“官场惰性”心理思想在作怪。
反正都是抱着“洗一洗、补一补”还可以继续使用,“意思意思下”的心理来研制联盟5SLS与升级版的长征五号火箭。因此也没有太大的动力、花太大的精力心思在这方面“深度折腾”了。
在未来67年的时间内,长征五号火箭目前所使用的335米煤油助推器在实际的发射过程一旦被证明了其真的拥有“高度的可靠性”。如果日后中国政府非要研制LTO运力达1112吨级的中间运力型火箭时,政府内部就必然会有人再次提出要“捆绑使用6335米直径助推器来研制长征五号火箭的升级版本”的。
因为“官场都是很懒的(即求稳、害怕冒险),趋势都是有惯性的”。这一特征中国、外国都是如此。说白了就是“不保守就会死”。
现实中倒是太空探索公司、蓝箭公司之类私营企业的创新与进取精神劲头十足。因为要想获得最大的成功与迅速的崛起机会,就必须要敢于去放手一搏。否则就根本无法从夹缝中获得成长与发展的空间。
而在目前大家所能够想象得到的一切长征五号火箭的升级改进设想方案中,捆绑6枚助推器的方案无疑是最简单快捷的唯一办法了。
当然,是否会真正这样做,决定权并不在圈子外,甚至也不在中国航天科技公司的内部。如果“上头”只是象征性地投资了一点点的钱,甚至只是仅仅为这一款火箭的上马研制签署了一张“路条”。即表示同意航天科技公司上马研制这一款LTO运力达1112吨的中间运力型火箭,但投资款就只有那么一点点,你们就“看着办吧”。
事实上这种事情在官场里面多得很,“上头”只开张路条。但投资款极少,甚至完全没有,下属部门要完成项目,就只有自己去“自筹资金”来完成。
但“路条”又极其重要,只要出了“路条”,开了绿灯。下属部门单位就可以正式成立项目办公室、项目工程指挥部、设立项目发展预算基金、公开寻求其它机关部门的配套资金与技术发展支持、甚至寻求“政策性金融机构”的政策性货款支持等等。
一旦如此,高凉陈君认为航天科技公司最后也十有八、九会推出一款“研制投资资金需求最低”的长征五号火箭升级改进方案来“应付”下就了事。
高凉陈君甚至认为,这其实也是龙乐豪院士当年所提出的长征五号DY火箭研制方案最后之所以“无果而终”的最重要根源。那就是始终没有搞到“路条”。因为那时候目前版本的长征五号火箭还在加紧研制之中,也真的没有法子向“长征五号DY火箭方案”抽出投资资金来进行实质性的支持。
事实上美国也是如此,在SLS巨型火箭与猎户座载人飞船研制的早年投资高峰期,NRHO深空站也是“雷声大、雨点小”。也一样要等待到现在SLS火箭与猎户座飞船的研制工程已经接近尾声,美国NASA才能够抽出精力与投资资金来向NRHO深空站的建设方向逐渐倾斜。
因此,未来随着中国长征五号火箭的逐渐成熟与稳定,中国上马研制“改进型长征五号火箭”的信息也会透露得越来越多的。而且中科院长光所的那些“神器镜片卫星”要发射上天,在未来15年时间内也只能够指望长征五号火箭的升级版了。
(二)
长征五号火箭的未来改进。最有可能实施进行的路径方案只有3条。
A,

就是改进为捆绑6335米直径的煤油助推器。

B

,就是引入新势力,研制推力5001000吨级的大型固体燃料助推器。而主芯级再改进为高空点火方式(无论是使用YF77还是YF100K发动机研制主芯级都是如此)。

C ,就是使用7YF100煤油发动机并联研制全新的5米直径巨型煤油助推器,日后也方便改进为可重复使用。
而主芯级可以改进为并联4YF77氢氢发动机(或者并联4YF100K煤油发动机),上面级既可以依旧使用目前版本的YF75D上面级方案,也可以研制YF77氢氧发动机的高空版。
以上3个方案中,A方案的运力提升最小,只能够到达LTO运力11吨左右的水平。好处是改进的幅度都不大,但运力的提升效果却“立杆见影”。典型的“短、平、快”升级技术路径。
B方案的运力提升很大,可以提升到LTO运力达17吨以上的区间(视所研制的大型固体燃料助推器的最终推力大小而定,如果研制的是1000吨级推力的助推器,捆绑4枚,其LTO运力提升到20吨也不是难事)。但火箭改进的幅度很大,投资的需求压力也很大。但由于成功引入了固体燃料推进研制部门,立项上马研制的机会也很大。
至于C方案,高凉陈君认为就是“最优方案”了,甚至是长征五号火箭平台所能够进化出的“终极最优方案”了。
搭配上“先进低温上面级”之后,理论LTO运力完全能够提升到20吨的水平以上。但由于没有引入固体燃料推进研制机构,能否顺利立项上马还无法预测。
事实上,以目前YF77氢氧发动机与YF100煤油发动机的能力水平,长征五号火箭“合理可行”的改进升级能力极限,也是到了LTO运力20吨的区间就基本尽顶了。要在YF77氢氧发动机与YF100煤油发动机当前的“底子基础”上,硬是要“拼凑”出达阿里波罗时代土星五级别的巨型火箭来,完全是不现实的事情。
坦率而言,长征五号火箭所能够升级改进的极限就是[size=10.5]LTO运力[size=10.5]20吨的水平,再多就不现实了。当然,[size=10.5]LTO运力能够提升到[size=10.5]20吨的区间,走[size=10.5]NRHO深空站“集合与中转”的技术路径,也足以完成实施中国的月球载人登陆工程重任了。[size=10.5]
[size=10.5]

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      2018/10/3 16:31:02

      网友回复

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      3楼 能源中心
      请楼主把火箭的隐患说没了,这样长五再发射就能百分百成功了。
      按他的逻辑,解决了氢氧发动机的问题,

      确带来了“N台发动机并联联动可靠性”的问题。

      都是不好解决的。

      如果中国大推力发动机问题解决,他说的所有问题都不是问题了。

      2018/10/9 22:12:01
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      请楼主把火箭的隐患说没了,这样长五再发射就能百分百成功了。

      2018/10/9 15:36:59
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      总结。[size=10.5]
      [size=10.5]
      不必研制新的小直径(335米)罩内低温YF75D氢氧上面级,而是更应该使用4YF75D氢氧发动机并联研制全新的5米直径大型低温上面级。
      并一步到位,就是采用共底储箱结构设计方案,一了百了,直接研制5米直径的“大型先进低温上面级”就了事。反正未来100多年时间里,这个先进低温上面级火箭都是要持续使用的。
      一些“硬骨头”躲得过一时、躲不过一世,都是迟早必须要“啃”下来的。
      反正在通过NRHO深空站实现“集合与中转”的载人登月时代中,改进型长征五号火箭所执行的绝大部分发射任务都是“高速任务”。因此那怕要花上15年时间(最迟拖到2033年都要研制成功),投入高达30亿美元的巨额资金(参考欧洲人搞“分奇”低温上面级火箭的投资成本),中国都必须要将5米直径的“共底”大型先进低温上面级火箭研制出来。
      事实上中国搞出这个先进的5米直径共底大型低温上面级火箭,高凉陈君认为其价值意义要远远比研制全新的8米直径的“下面级主芯级火箭”还要重要得多与紧迫得多。因为要发射中国重达十几吨级的“GEO轨道航空母舰全球直播监视卫星”时,这个先进大型低温上面级火箭还是非要用到不可的。
      如果YF77主芯级(并联4台发动机)与YF75D低温氢氧上面级(也是并且4台发动机)都是采用“共底储箱”等等之类的先进结构箭体设计方案,其他的一切条件都通通不变,中国火箭的LTO运载能力都至少能够提升20%左右。因为执行高速任务,对火箭箭体结构的干质比要求极高。
      因此,借着研制“改进型长征五号火箭”的新契机,想方设法大幅度提升中国运载火箭的先进结构设计与生产制造能力水平,这对中国基础工业部门整体上的进步提升作用,甚至不亚于研制长征九号火箭(此款火箭的结构设计水平非常之低,比美国阿波罗时代的土星五火箭还要差得多)。并会对中国民用航空客机的总体设计与生产制造产生深远的进步推动作用(如高级铝合金与碳纤维复合材料的加工、生产、制造等等),其意义将极其巨大。
      都要进行载人登月了,安全性就压倒一切。一些钱就必须要去努力花掉,万万再节省不得了。[size=10.5]

      高凉陈君就坚决认为,直接一步到位就研制中国的“[size=10.5]5米直径共底结构先进低温上面级火箭”,是当前与未来[size=10.5]20年内“压倒一切”的中国最优先航天火箭研究任务课题。[size=10.5]

      因为原苏联与俄罗斯人缺失氢氧低温上面级火箭所导致的悲剧例子就多得不可胜数(幸好都不是载人的任务,否则就绝对是真正的大悲剧)。[size=10.5]

      历年来,全球死于俄罗斯“微风常温上面级”的载荷那个多啊(具体内容请阅读《高凉陈君文集精选》一书)!这才是真正的“鲜血淋淋、惨不忍睹”。

      [size=10.5]
      各位朋友的深入讨论让我突然想起了俄罗斯人火箭的“大[size=10.5]BUG”微风常温上面级。人一下子就不舒服起来了。[size=10.5]

      未来人类执行[size=10.5]NRHO深空站发射任务的火箭通通都是要必须使用到“上面级火箭”的,如果低温上面级火箭技术、性能与可靠性不过关,象俄罗斯的“微风常温上面级”那样,日后“挂”的就不仅仅是通讯卫星了,而是一个个的宇航员。[size=10.5]

      因此,不得不高度重视之。

      [size=10.5]
      [size=10.5] 陈天(高凉陈君)[size=10.5]
      [size=10.5]
      [size=10.5]

      2018-10-3

      2018/10/3 16:32:50

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