关闭

帖子主题:[原创]中国研制长征五号H重型火箭为航天六院送了一个大红包

共 622 个阅读者 

  • 头像
  • 军衔:陆军少尉
  • 军号:7563914
  • 工分:64740
  • 本区职务:会员
左箭头-小图标

[原创]中国研制长征五号H重型火箭为航天六院送了一个大红包

中国研制长征五号H重型火箭为航天六院送了一个大红包
第一节,人类火箭从阿波时代发展到今天,就一直存在明显的两个“常用运力密集区间”。
第一个密集区间。
就是 LEO运力 4 8吨, SSO运力 2 4吨。
代表火箭就是俄罗斯的联盟、中国的长征二号、长征二号 F(捆),美国的德尔塔 2火箭。
第二个密集区间。
就是LEO运力20吨,GTO运力58吨。
代表火箭就是美国的大力神4H、猎鹰9,俄罗斯的质子,欧洲的阿里安五。
至于美国的宇宙神551、德尔塔4M),中国的长三乙,日本的H2A(捆绑4个助推器的版本)的GTO运力也都处于此一运力区间(但LEO运力离20吨区间则还有差距)。
而目前中国透露出来的计划要使用7YF100K煤油发动机并联研制5米直径全新主芯级火箭的“初始运力区间”就刚刚好处于第二个密集区间之内。
参考俄罗斯质子火箭从阿波罗时代一直持续使用到今天,累计发射了接近400枚的巨大数量。中国未来的这一款“万金油”火箭,以后四、五十年时间里发射量什么也会有六、七百枚之多的。即整个服役生命周期,平均每年的发射量都会在1525枚区间的。
“长征五号H火箭”未来如此频繁的发射量,当然就必须讲求“生产成本的经济性”与“运营操作的简便性”了。未来目前版本的长征七号与长征五号火箭都注定会被此一款“新火箭”彻底取代掉的(无论研制不研制“可重使用的版本”都是如此)。
因为美国人的猎鹰99H火箭现在就已经逐渐显现出这种“主力中枢火箭”的强大气象。ULA公司曾经强大的宇宙神5、德尔塔4这两款火箭现在都被猎鹰99H火箭挤到了“墙角”。
这就是典型的“马太效应(即强者恒强)”。
而人类太空火箭研制史上,就多次提出要研制“光杆火箭”运力就达LEO20吨级左右的设想计划。
1、就是原苏联的“大型天顶火箭”研制计划。主芯级直径也是5米左右。可惜由于苏联帝国的后来解体,最后无果而终。
2、就是洛马公司的“宇宙神5第二代演进计划”。主芯级计划要并联2台推力达400吨的RD180煤油发动机,芯级直径再升级到54米(起始运力比今天的火神火箭还要强大)。最后也由于“种种原因”没有了下文。
3、就是二十世纪八十年代美国某一家公司提出的“缩水版”土星五火箭计划。该方案改为使用2F1煤油发动机研制主芯级,第二级就使用1J2低温发动机,第三级就是使用半个马座RL10低温上面级火箭。LEO运力25吨左右、GTO运力13吨左右。
但在二十世纪八十年代刚刚好是美国航天飞机诞生的辉煌时代,这一款火箭最后自然没有什么“活路”。
如果这一款火箭研制成功,日后就注定没有大力神4H与德尔塔4H火箭什么事了。洛克达因公司今天的处境也会好很多。
说实在的,上面所提到的第三款火箭的设计构型方案与今天中国的这一款“大型载人新火箭”实在太相象了。
高凉陈君早年在超级大本营论坛时也提到过美国的这一款火箭研制计划,想不到这一款火箭的设计构型今天却要在中国成功实现。
洛克达因公司现在只能够哭昏在厕所,而中国航天六院今天却捡到了一个真正的“大红包”,起码未来四、五十年的“饭票”都有着落了。
欧洲阿里安 6、日本 H3 ULA火神火箭以后都只能够在走捆绑固体燃料助推器的这一条路上走到黑。而且运载能力的提升与运载能力的覆盖区间还是不能够与猎鹰 9 9H之类火箭相提并论。未来也只能够“死抱政府发射任务”才不至于饿死。

象目前中国这一款计划要使用 7 YF100K煤油发动机并联研制的 5米直径新火箭。 LEO运力未来可从10吨(光杆芯级可重复使用版本)一直覆盖到 68吨(起飞级 3 5米直径的一次性 CBC推进模块)的辽阔区间。下到发射 4 5吨级的 GTO轨道商业通讯卫星,上到发射 NRHO深空站载人飞船、乃至月球载人登月舱,都通通一网打尽了。

欧洲研制阿里安6火箭与日本研制H3火箭都是“点错科技树”的典型例子。如果早78年时间就能够将各自研制阿里安6(研制成本40亿美元)与H3火箭(研制成本20多亿美元)的那几十亿美元投入于研制一款100200吨级推力的煤油发动机(或者甲烷发动机),也不至于未来二、三十年内都只能够被美国猎鹰99H火箭死死地压制住。
一句话,政府对国营火箭发动机与火箭生产企业的过多扶持始终不是长久的出路。温室的花朵开得再绚丽多彩,外面的一场风雨也会立即就将其打回原形。
现在美国政府长期扶持下的洛克达因公司就是最佳的例子,洛克达因公司的烃燃料发动机研制部门最后还是无力在商业火箭市场竞争中长久地存活下来。
与之相反,苏联解体后贫穷的俄罗斯政府无力长期扶持本国的航天企业,但能源火箭发动机与火箭生产集团却能够经历商业发射市场的残酷洗礼,成功地生存了下来。有联盟系列煤油运载火箭在手,俄罗斯能源集团公司在未来三、四十年内注定都还“死不了”。

转载请注明出自铁血tiexue.net, 本贴地址: http://bbs.tiexue.net/post_13280155_1.html
      打赏
      收藏文本
      0
      0
      2018/10/30 7:49:43

      网友回复

      左箭头-小图标

      说着说着又转回“N-1”的超多发动机并联是否合理的 老话题上了,

      楼主不觉得很累吗?

      看了楼主这么多的文章,

      反而觉得:能源号才是未来大火箭的主要方向。

      2018/10/30 23:14:15
      • 头像
      • 军衔:陆军少尉
      • 军号:7563914
      • 工分:64740
      • 本区职务:会员
      左箭头-小图标

      第二节,大型氢氧发动机已经彻底没落。
      SSMERD0120LE7LE7ALE9、火神1、火神2YF77这几款大型氢氧发动机都是航天飞机这个“大坑”里的坑货。
      现在全球“一次性全液体火箭”走向未日黄昏的态势已经清晰可见。
      中国的YF77氢氧发动机由于推力比较小(真正是“船小好调头”),未来还能够升级改进为“上面级火箭专用发动机”。而SSMERD0120LE7A、火神2LE9氢氧发动机由于推力实在太大(都远远超过100吨以上),以后就只能够“通通玩完”。
      今天美国在研制SLS巨型火箭时连推力130吨的J2X上面级氢氧发动机都已经“用不起”。因此象SSMERD0120LE9与火神2之类大型氢氧发动机要改进为“上面级火箭专用发动机”,还真的不知道要等到那一个“牛年马月(起码未来50年内都没有可能)”。
      现在最后悔的国家其实是俄罗斯。如果能够早67年时间就决定将RD170RD191RD0120发动机的生产技术通通转移给中国,至少还能够成功“套现”一、二十亿美元。
      但随着今天全球“一次性全液体火箭”的迅速衰落,火箭发动机与火箭构型的“科技树”已经出现清晰的转向。现在俄罗斯的那一堆“神器”火箭发动机的生产技术,注定越来越难以卖上好价钱了。
      这在家用轿车工业生产领域就有着现成的经典例子。随着全球各国汽车尾气排放法则越来越严格(现在宝马7D级轿车也开始大量使用V420T的发动机),V1060V844,乃至V630等等之类自吸大排量汽车发动机的生产技术也不再吃香,想转让也找不到“接盘侠”。
      俄罗斯人当年不能够果断向中国全面出卖转移RD170RD191RD0120发动机的生产技术,“及时套现、落袋为安”,现在注定要追悔莫及。
      同样,美国洛克达因公司未来的命运也越来越不妙,空守着一堆过时的“神器发动机”却找不人来使用。
      美国未来的“SLS一次性巨型火箭”也注定会迅速凋零掉。因为那怕太空探索公司的BFR巨型火箭研制失败,但只要蓝色起源公司的“新艾伦”火箭研制成功,也改为走CBC推进模块的“捆绑技术路径”,转而研制“新艾伦”火箭的H版本。
      起飞级就使用3CBC模块,合计起飞推力5250吨(1750*3=5250吨),LTO运力要提升到70吨区间完全就是易如反掌的事情(即三个CBC模块都是一次性使用)。
      而波音公司到时为了“断尾求生”,也可以分分钟就将洛克达因公司的RS25氢氧发动机(SSME的一次性版本)一脚踢开,也改为使用9BE4甲烷发动机并联来研制SLS火箭的84米直径的“可重复使用液体主芯级模块”。
      那怕不能够改为可重复使用,捆绑上诺格系统公司的1600吨级巨型固体燃料助推器之后,LTO运力要做到70吨也是小菜一碟。
      如果波音公司未来也决心走CBC构型发展路径(波音公司可是全球玩液体火箭CBC构型的鼻祖)。起飞级就使用384米直径的液体推进模块,合计起飞推力6750吨(2250*3=6750),LTO运力要做到90吨也完全无压力。
      而且这一款火箭的运营经济成本注定要比一次性SLS火箭还要低得多。
      一旦如此,洛克达因公司未来也就只能指望依赖RL10系列低温上面级发动机来“开饭了”。
      事实上随着未来“可重复使用液体火箭”的大流行,推力不过200多吨的烃燃料发动机走猎鹰99H的构型技术演进路径,也可以轻易“拼凑”出阿波罗时代土星五级别的巨型火箭来。
      因此,历史留给美国洛克达因、欧洲斯奈克玛与日本三菱重工(俄罗斯的能源好歹还有现成的RD191煤油发动机)的时间已经不多,再不抓紧转型与转变技术发展路径,破产退出的命运就已经为时不远(诺基亚与柯达就是最好的例子)。
      总结
      走猎鹰99H火箭的技术发展路径研制载人登月级火箭,不仅大大降低了巨型火箭发动机研制的必要性,也大大降低了火箭发动机性能提升的压力。
      各国只要研制出两、三百吨性能“一般”的燃气发生器循环烃类燃料可重复使用液体发动机,再通过猎鹰99H的技术路径,就能够研制出LTO运力高达50吨以上的巨型火箭来。
      这一有利发展态势未来对全球所有“有志参与”月球载人飞行游戏的国家都意义巨大。至少实施载人登月工程的经济投资成本就要比阿波罗时代出现了“指数”级别的巨幅下降。
      陈天(高凉陈君)
      2018-10-28

      2018/10/30 8:54:56

      我要发帖

      总页数11页 [共有3条记录] 分页:

      1
       对[原创]中国研制长征五号H重型火箭为航天六院送了一个大红包回复