03.07 中国长征火箭一枚大火箭㧢绑六枚小火箭超大推力的这个办法有用吗?你怎么看?

用户5547794900


给一枚火箭芯级捆绑不同数量的助推器来实现不同轨道高度和不同运载力的各种类型的火箭这就是模块化设计。传统的火箭都是各顾各的,不同轨道高度设计小中大型火箭,结果造成了火箭种类多,很多相邻型号任务重叠过大,最终导致投入过大,经济性不高等原因。像我国的长征火箭虽然看起来型号众多,其实大多数都是其他型号通过采用不同的发动机或者有没有助推器、级数不同构成,简单来说也算是属于低端模块化设计,只不过给每个型号都给了看起来不是一家的名称而已。



而模块化刚好可以避免这个问题,一个通用的芯级结构,通过像搭积木一样,可以搭配出一级半到四级火箭构型,火箭助推器的个数也从0---9之间。这些不同构型的火箭虽然级数不同、助推器数量不同,但是芯级结构、火箭发动机、控制计算机等都是通用的,这样就可以降低研发成本和提高效率。

模块化火箭现在被越来越多的航天大国采用,比如美国的德尔塔2就可以装配成2级或3级火箭,并可以加装不同数量的捆绑式固体火箭发动机,并且有两种尺寸的有效载荷整流罩。



美国的阿特拉斯5火箭通过一个通用的芯级火箭(内装有一台400吨推力的火箭发动机),附加0~5个捆绑式固体火箭发动机和具备多点火或者单点火的上面级就可以发展出一级半到3级火箭,覆盖近地轨道到太阳同步轨道的发射任务。


欧空局的阿丽亚娜4号火箭通过搭配不同的固体和液体捆绑式助推器可以实现6种不同的型号,最大能够将5吨的有效载荷送入地球同步转移轨道。

这种模块话的设计方式的优点很多,但是限制条件也比较多,比如火箭一级大多数都是采用液体火箭发动机(当然也有像印度极地卫星火箭采用固态火箭发动机的),这是因为液体火箭的比冲比固体火箭高很多,采用液体火箭可以提高运载力。其次火箭的发动机不宜过多,最好是芯级结构采用大推力火箭发动机,助推器采用固体火箭发动机(当然也可以采用液体火箭发动机),这个视发射轨道而定,比如是近地轨道的话,就可以采用固体火箭发动机,这样可以降低发射成本。还有一点就是芯级火箭发动机的推力不宜过低,如果芯级火箭发动机的推力低于助推器的推力,那芯级火箭发动机的比冲要比助推器高,这样的好处是可以提高火箭效率,降低发射成本。至于采用长征火箭大推力作为芯级结构,再捆绑6枚助推器的的结构设计从理论来讲是可行的,但是这个因为条件不明确,很难说最终结果好不好。




魑魅涅磐


在新中国漫长的火箭研发中,长征系列无疑是一款极其出色的中型推力火箭,在运载小型的单体式卫星和试验中,发挥了重要的作用,是中国发射卫星和替换的主力推进设备,而由于长征火箭在重型推力的领域内,由于推力不足,无法使用,而提出的捆绑式火箭将六枚小型火箭以均布方式进行助力推进的方案,在航天专家看来,就是一种得不偿失的愚蠢行为,真相并没有外界想象的那么容易。

在火箭技术方面,想要制造一体式的多层推进系统是非常复杂的,绝对不是叠加那么容易,在火箭推进方面,要考虑到是否是一体式或是分段式的途径推进模式,如果是一体式火箭,那么在进入外层空间后,将继续承担主要动力系统,而分段式的火箭在不同的高度,提供的推力都不尽相同,后者对于末端推进的动力装置在结构性上强度更高,而前者则对辅助推进系统的持续性工作能力需要更高。

而对于中型推进火箭来说,一般状况下是很难做到捆绑式火箭的升级的,首先,将一款技术趋于成熟的火箭的发射模式重新设计,工作量基本就等于重新设计一款运载火箭,而冒然的进行改造升级,对于火箭整体结构性,必然会造成一定程度的影响,在进行发射的时候,非常容易产生事故,因此,在航天航空领域,不能因为动力不足就进行叠加式的改进,需要对各方面都进行专门的研究和计算后,再提出有意义的建议。


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