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[原创]巨型氢氧发动机辉煌的时代已经彻底结束

[size=10.5]巨型氢氧发动机辉煌的时代已经彻底结束
[size=10.5]长征九号火箭如果改走[size=10.5]921[size=10.5]火箭与猎鹰[size=10.5]9[size=10.5]、[size=10.5]9H[size=10.5]火箭的技术发展演进路径。[size=10.5]YF460[size=10.5]煤油发动机的双推力室版本如果能够进一步缩短喷管长度与直径,也一样是可行的。因为缩短了[size=10.5]YF460[size=10.5]煤油发动机的喷管长度,[size=10.5]YF460[size=10.5]发动机的投影直径也自然就同步缩小了。[size=10.5]
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[size=10.5]反正未来[size=10.5]YF460[size=10.5]煤油发动机注定就是要为第一级重复使用而优化的产物,能够持续工作[size=10.5]160[size=10.5]至[size=10.5]200[size=10.5]秒就了事。缩短下喷管长度尽管损失了部分比冲,但由于自身的持续工作时间也不长,这一改进相信也是能够接受的。
第一,[size=10.5]研制目前版本的长征九号火箭存在[size=10.5]4[size=10.5]座大山。[size=10.5]
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[size=10.5]YF460[size=10.5]煤油发动机与[size=10.5]9[size=10.5]米直径(具体直径数据是多少只是一个“技术性”问题)箭体储箱的研制只是其中的[size=10.5]2[size=10.5]座大山而己。[size=10.5]
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[size=10.5]关键是[size=10.5]YF220[size=10.5]分级燃烧氢氧发动机与[size=10.5]YF25[size=10.5]澎胀循环上面级氢氧发动机这两款神级低温发动机的研制才是真真正正的拦路虎。[size=10.5]
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[size=10.5]以目前的发展态势,单单是这两款神级低温发动机,没有五、六十亿美元的投资,要在[size=10.5]2035[size=10.5]年之前就研制成功,注定就没有任何的可能。[size=10.5]
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[size=10.5]参考美国当年研制[size=10.5]SSME[size=10.5]氢氧发动机,总投资是二十世纪[size=10.5]70[size=10.5]年代的[size=10.5]25[size=10.5]亿美元;而欧洲的芬奇低温上面级发动机则是[size=10.5]20[size=10.5]世纪晚期、[size=10.5]21[size=10.5]世纪初期的[size=10.5]20[size=10.5]亿美元。[size=10.5]
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[size=10.5]与之相反,只要研制成功[size=10.5]YF460[size=10.5]煤油发动机与[size=10.5]9[size=10.5]米直径主芯级箭体。末来长征九号火箭要改走[size=10.5]921[size=10.5]载人火箭与猎鹰[size=10.5]9[size=10.5]、[size=10.5]9H[size=10.5]火箭的技术发展路线,还不是上头一句话的事情?![size=10.5]
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[size=10.5]参考前面的估算,[size=10.5]9[size=10.5]米直径主芯级箭体要塞下[size=10.5]7[size=10.5]台喷管缩短版的[size=10.5]YF460[size=10.5]煤油发动机也是易如反掌的事情。[size=10.5]
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[size=10.5]因此目前版本的长征九号火箭研制方案之所以迟迟无法获得官方的认可,就是卡在[size=10.5]YF220[size=10.5]与[size=10.5]YF25[size=10.5]这两款氢氧发动机的研制问题上。与[size=10.5]YF460[size=10.5]煤油发动机与[size=10.5]9[size=10.5]米直径主芯级箭体的研制反而关系不大。因为未来改走[size=10.5]921[size=10.5]火箭与猎鹰[size=10.5]9[size=10.5]火箭的技术发展路径也一样需要突破这两座大山。这一点在中国航天界早就己经是公开的秘密,也成为相关各方的统一共识。
第二,[size=10.5]921[size=10.5]运载火箭的[size=10.5]5[size=10.5]米直径[size=10.5]YF100K[size=10.5]煤油发动机模块高度成熟稳定之后,这一可重复使用助推模块也一样可以应用于长征九号火箭的捆绑使用。[size=10.5]
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[size=10.5]一旦如此,长征九号火箭的[size=10.5]9[size=10.5]米直径主芯级就使用[size=10.5]7[size=10.5]台[size=10.5]YF460[size=10.5]煤油发动机并联来研制(合计起飞推力[size=10.5]3220[size=10.5]吨),再捆绑[size=10.5]2[size=10.5]个目前[size=10.5]921[size=10.5]载人火箭的[size=10.5]5[size=10.5]米直径[size=10.5]YF100K[size=10.5]煤油发动机助推模块做助推器。而第二级(直径也为[size=10.5]9[size=10.5]米)就使用[size=10.5]7[size=10.5]台[size=10.5]YF100K[size=10.5]煤油发动机的高空版并联来研制,第三级(直径为[size=10.5]7[size=10.5]点[size=10.5]5[size=10.5]米左右、用于发射重型登月舱与月面驻人基地舱段)则使用[size=10.5]5[size=10.5]台[size=10.5]YF75D[size=10.5]氢氧发动机并联来研制。[size=10.5]
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[size=10.5]如此,合计起飞推力为[size=10.5]3220+840x2[size=10.5]=[size=10.5]4900[size=10.5]吨,合计起飞级总计为[size=10.5]21[size=10.5]台煤油发动机(与目前[size=10.5]921[size=10.5]运载火箭的[size=10.5]3CBC[size=10.5]重型版也完全一样)。其一次性版本的[size=10.5]LTO[size=10.5]运力要堆到[size=10.5]55[size=10.5]吨的规模完全可行,而[size=10.5]9[size=10.5]米直径主芯级与[size=10.5]5[size=10.5]米直径助推器都完全回收版本的[size=10.5]LTO[size=10.5]运力也能够维持在[size=10.5]35[size=10.5]吨的水平。[size=10.5]
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[size=10.5]坦率而言,这也末偿不是一条极具性价比的长征九号火箭研制方案。而且也完全符合未来全球可重复使用火箭的历史发展潮流,方方面面也都能够接受。
第三,[size=10.5]921[size=10.5]载人火箭与目前版本的长征九号火箭研制方案“杂交”(但不研制[size=10.5]YF220[size=10.5]与[size=10.5]YF25[size=10.5]低温氢氧发动机),将能够大大节省研制开发资金。[size=10.5]
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[size=10.5]此一款长征九号火箭设计方案不仅能够实现大规模的可重复使用,六院的[size=10.5]YF460[size=10.5]、[size=10.5]YF100K[size=10.5]与京[size=10.5]11[size=10.5]所的[size=10.5]YF7D([size=10.5]甚至高空版的[size=10.5]YF77[size=10.5]氢氧发动机[size=10.5])[size=10.5]发动机也都能够参与火箭的研制进程,而且一院的[size=10.5]9[size=10.5]米直径主芯级箭体也能够立项研制。[size=10.5]
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[size=10.5]总之,此一折衷版本的长征九号火箭研制方案,方方面面的利益都能够得到照顾,结果也能够为方方面面的势力所接受。应该是目前最为现实、最为合理可行的长征九号火箭研制方案了。
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      2019/3/11 15:26:56

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      第三级还要用氢氧

      2019/5/30 6:43:27
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      第四,洛克达因公司的未来也很艰难,全球大势如此京11所也注定无法与趋势相抗衡。

      以目前全球可重复使用火箭迅猛的发展态势来分析,高凉阿君认为YF220、YF25与YF77的高空版这三款氢氢发动机研制项目中,中国京11所最后能够争取到其中一款来立项研制都已经是天大的成就。

      未来四、五十年内,美国的洛克达因公司也只能够依赖RL10上面级氢氧发动机的持续使用与生产来活命了,因为SLS一次性巨型火箭的未来命运也极其不乐观。只要太空探索公司的BFR巨型可重复使用火箭研制成功,成本昂贵的SLS巨型火箭被彻底抛弃也就注定只是时间迟早的问题。而SLS火箭未来一停产,洛克达因公司的RS25巨型氢氧发动机也必然要跟着一齐完蛋。

      在此,高凉陈君必须再一次强调,在可重复使用火箭的时代中氢氧发动机注定就只能够退守上面级火箭研制领域了。这一发展趋势现在已经明确无误。因此无论是美国洛克达因还是中国的京11所,越早承认这一发展趋势就越早能够找好自己未来的出路方案。

      高凉陈君认为,现在对于中国京11所而言,可以先争取YF25澎胀循环上面级氢氧发动机的上马研制。不成功后也可以退而求其次,再努力争取YF77氢氧发动机高空版的上马研制(即YF77的上面级改进版本)。

      但YF220巨型氢氧发动机的立项研制梦想,现在就必须立即彻底抛弃。京11所不能够再在注定要被时代所淘汰的巨型氢氧发动机的研制上无谓浪费自己单位太多的人力、物力与财力了。因为美国洛克达因公司的困局现在就直接摆在那里,中国京11所如果再在同一条水沟中摔倒下去,这就是明显的不智了。

      总结,与长征五号火箭明显不同,由于使用客户的唯一性,现在长征九号火箭的立项研制已经不存在绕过921办公室独立进行的任何可能。

      有921载人火箭在前面支撑着,早期的“插旗”级别载人登月任务没有长征九号火箭的什么事情。与之相反,长征九号火箭要派上大用场,什么也要拖到建设月面小型驻人科学考察站阶段。也就是说使用得上长征九号火箭的时间什么也要推迟到2035年、乃至2045年之后了。因此六院的YF460煤油发动机研制方案要改进为大单室方案,有的是时间。而且YF460煤油发动机的研制还没有进行国家立项,现在要改进设计方案也有国家来出研制发展资金。如921办公室就可以以必须改进为大单室的方案作为前提条件,才批准YF460煤油发动机的研制正式上升为国家工程来进行立项研制。

      一旦如此,六院与一院也只会乐观其成。反正YF460煤油发动机改进为大单室设计方案的钱又不必要六院与一院自己来出。

      反正921办公室注定就是长征九号火箭的唯一使用客户,以目前921办公室越来越强势的发展态势,如果921办公室不点头放行,不要说YF460煤油发动机,就连长征九号火箭也都注定无法进行国家立项。

      陈天(高凉陈君)

      2019/3/11

      2019/3/11 17:52:00

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