中國運載火箭推力超4千噸,近地超140噸?屬於世界頂尖水平!

《中國的航天》白皮書發表,透露中國下一代運載火箭代表——“長征九號”重型運載火箭目前正在方案深化論證和關鍵技術攻關階段,未來五年內將啟動重型運載火箭工程實施。長征九號運載火箭是中華人民共和國一款正在論證的新一代重型火箭,未來將用於我國深空探測、載人登月和登火、空間基礎設施建設(如空間太陽能電站)等任務。長征九號芯級最大直徑為10米級,總長約百米,起飛質量超過4000噸,近地軌道(LEO)運載能力140噸,地月轉移軌道運載能力約50噸,長征九號運載火箭已完成深化論證,先期關鍵技術攻關、方案深化論證階段已於2016年6月正式批覆立項。 預計將於2028年左右在文昌航天發射場發射。 長征九號重型火箭的出現絕非偶然。當前,美、俄積極搶佔太空制高點,重啟重型運載火箭研製計劃。

中國運載火箭推力超4千噸,近地超140噸?屬於世界頂尖水平!

歐洲、日本、印度等也競相推進新型大運載火箭研究論證。中國同樣需要更大能力的運載火箭來自由進入太空。雖然長征五號運載火箭已經首飛成功,達到世界先進水平,但載人登月需要運力更大的火箭。規劃中長征九號火箭技術跨度大,強大的性能更是讓人難以忘懷。其運力和美國土星五號火箭大致相當,超過正在研製的美國下一代運載火箭(SLS)的運載能力,完全可以滿足未來載人月球探測、火星取樣返回、太陽系行星探測等多種深空探測任務需求,保障中國在未來宇宙探索和更大更遠空間的話語權。長征九號火箭還處於研製早期的可行性論證階段,航天部門不僅要向政治領導人闡述它在登月項目中的必要性和使用上的擴展能力,更要說服他們長征九號火箭是一個經濟上可承受的項目。

中國運載火箭推力超4千噸,近地超140噸?屬於世界頂尖水平!

中國重型運載火箭數年來方案的變遷,可以說是從不切實際的誘人夢想,到腳踏實地的紮實設計的過程。隨著論證的深入,結合我國實際需求和技術水平,長征九號的指標有了不小的調整。根據2013年航天科技集團六院院長譚永華髮表在《宇航學報》上的論文,我國以載人登月為目標進行了重型火箭的論證,考慮我國航天發展需求、技術保障和工業體系,以及動力型譜發展等因素,最後決定研製500噸級液氧煤油發動機(或480噸級液氧煤油發動機)和200噸級液氫液氧發動機(或220噸級氫氧發動機),以此為主動力重型運載火箭採用三級半方案,其中4個助推器個採用1臺500噸級液氧煤油發動機,一級採用4臺500噸級液氧煤油發動機,二級使用2臺200噸級液氧液氫發動機,三級採用2臺50噸級液氧液氫發動機高空改進型。長征九號重型火箭的起飛推力約為4000噸,起飛質量大約為3000噸,近地軌道運載能力約為100噸。

中國運載火箭推力超4千噸,近地超140噸?屬於世界頂尖水平!

長征九號重型運載火箭的結構尺寸和起飛質量均將突破我國現有運載火箭能力水平,要打造這樣一個重量級火箭,科技人員要解決代表世界一流科研水平的更大推力液氧煤油發動機技術,更大推力液氫液氧發動機技術,更大直徑箭體設計、製造、試驗技術,以及火箭總體設計這“三大一總”為代表的一系列難題。長征九號火箭的芯一級採用直徑10米級箭體結構和新研480噸級液氧煤油發動機,芯二級將採用新型高性能220噸級液氫液氧發動機。雖然大推力液氧煤油發動機對比早期方案進一步降低了指標,但其性能要高於俄羅斯RD-180先進大型液氧煤油發動機,屬於大型發動機的頂尖水平。縱觀國際航天大國載人航天和運載火箭的發展趨勢,研製重型運載火箭進一步提升運載火箭的運載能力,也成為各航天大國的共同選擇。我國航天事業曾經被美國拒絕和壓制參加國際空間站建設,所以更有必要加快長征九號重型火箭的步伐。


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