[原创]能源号?土星5号?谁是长征9号的最终形态?

最近,长征5号的是非又被热烈讨论。长征5号的长时氢氧发动机的质量问题被反复提起,在大肆渲染下,长征5号似乎是设计失误的代表了,进而直接影响到中国未来的超级重型长征9号的规划构型。

长征5号是不是失败,仅从两发的结果暂时看不出来。但是貌似其中一级芯级氢氧发动机YK77的质量是受大家诟病的。

其实我也并不觉得YK77设计失败,毕竟CZ-5Y2失败时,其中一级YK77其中一台超长工作了500多秒,远远大于设计时长。

可行性没有问题,可靠性出了问题。但是材料的可靠性也是工程设计的一大问题,提高了可靠性,必然造成发动机成本的增加。(个人估计,新发动机出来时已经不是原先的发动机了,价格要提高不小,毕竟用了新材料了。)

这不是本文讨论的重点,本文想说的是:“能源号”?土星5号?谁是中国超重大火箭发展方向?

能源号:11К25“能源”号运载火箭(俄语:11К25,Энергия)苏联研制的一种超重型运载火箭。能源号至今仍保持运载能力最强的世界纪录。

能源号?土星5号?谁是长征9号的最终形态?能源号?土星5号?谁是长征9号的最终形态?

能源号是1.5级火箭(也有说是1.25级,其主要看一级芯是不是能把货物直接扔到环地球轨道上,扔到亚轨道就是1.25级了)。

起飞推力 34833kN,全长 60.155m 推重比 1.48:1,最大宽度 20m 运载能力(200km轨道) 105t,子级质量 2400t,推进剂质量~2000t

助 推 级:级长 32.120m 推进剂 液氧/煤油

发动机 4台PJI—170发动机 地面比冲 3033N·s/kg

地面推力 29028kN 工作时间 ≈150s

真空推力 31616.8kN

芯 级:级长 60.155m 推进剂质量 7172550kg

直径 8.076m 发动机 液体火箭发动机

工作时间 381.0s 推进剂 液氧/液氢

地面推力 5805kN 真空比冲 4452N·s/kg

真空推力 7845.2kN

土星五号:土星5号运载火(英文:Saturn V),译农神五号,亦称为月球火箭,是美国国家航空航天局(NASA)在阿波罗计划和天空实验室计划两项太空计划中使用的多级可抛式液体燃料火箭。

能源号?土星5号?谁是长征9号的最终形态?


美国土星5号是截至目前仍是人类历史上使用过的自重最大的运载火箭,高达110.6米,起飞重量3038.5吨;总推力达3408吨,月球轨道运载能力45吨,近地轨道运载能力118吨。土星5号是三级火箭,由S-1C第一级、S-2第土星5号(SA-501)摄于阿波罗4号发射前二级、S-4B第三级、仪器舱和有效载荷组成。

第一级长42米,直径10米,到尾段底部直径增大到13米。尾段上装有4个稳定尾翼,翼展约18米。第一级采用5台F-1发动机,推进剂为液氧和煤油,2个10米直径的铝制推进剂贮箱用桁条和隔框加强。

第二级长25米,直径10米,采用液氧液氢推进剂 ,共用5台J-2发动机。

第三级长18.8米,直径6.6米,1台J-2发动机,推进剂为液氧液氢。

从两者比较而言:

成本分析:相同的载货量土星号远远重于能源号,其成本可想而知。

技术难度:能源号火箭发动机迄今为止仍在使用,俄罗斯的400吨级、200吨级的液氧煤油都是脱胎于此。而美国土星号已经失传。其实用举国之力造的黄金火箭,设计经济性太差,由于无法降低成本,只能放弃。(更有“阴谋论”者认为土星5号和阿波罗登月本来就是好莱坞的杰作,土星5号本来就不存在,其所有科研设计资料理所当然的“灰飞烟灭”。)

可持续发展性:能源号在设计之初就考虑了可回收,假使苏联不解体,能源号的成本是在可控范围内的。

------------------------

另外谈谈另两款N-1和超级猎鹰,这是两款甚多台低推力并联发动机的火箭,前者设计失败,后者成功,但超级猎鹰即算成功,也只是部分成功:

第一,荷载太小,不足载荷70吨的设计无法比肩能源号和土星号,而且第一次发射仅仅发射了一辆小轿车(我怀疑这款火箭可见的时间内不会满负荷发射)。

第二,发展空间不足,如果超级猎鹰达到土星或者能源号的水平,必须五发猎鹰号并联,火箭发动机数目将达到创纪录的45台。火箭可靠性将变得更加离谱。

------------------------

其实,长征9号会采用什么构型?不是一目了然吗。“能源号”将是必然的选择。

附记:其实和导弹一样,火箭也分为“战略级”和“战术级”,在美国战略级是国家项目,战术级市场化项目。猎鹰和超级猎鹰不过是战术导弹,不是用于战略项目,当然杠精们硬要用也没辙,因为战略项目和战术项目毕竟有部分是重叠的。

本文内容为我个人原创作品,申请原创加分

[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]

猜你感兴趣

更多 >>

评论

评 论

更多精彩内容

热门图集