03.07 中國長征火箭一枚大火箭㧢綁六枚小火箭超大推力的這個辦法有用嗎?你怎麼看?

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給一枚火箭芯級捆綁不同數量的助推器來實現不同軌道高度和不同運載力的各種類型的火箭這就是模塊化設計。傳統的火箭都是各顧各的,不同軌道高度設計小中大型火箭,結果造成了火箭種類多,很多相鄰型號任務重疊過大,最終導致投入過大,經濟性不高等原因。像我國的長征火箭雖然看起來型號眾多,其實大多數都是其他型號通過採用不同的發動機或者有沒有助推器、級數不同構成,簡單來說也算是屬於低端模塊化設計,只不過給每個型號都給了看起來不是一家的名稱而已。



而模塊化剛好可以避免這個問題,一個通用的芯級結構,通過像搭積木一樣,可以搭配出一級半到四級火箭構型,火箭助推器的個數也從0---9之間。這些不同構型的火箭雖然級數不同、助推器數量不同,但是芯級結構、火箭發動機、控制計算機等都是通用的,這樣就可以降低研發成本和提高效率。

模塊化火箭現在被越來越多的航天大國採用,比如美國的德爾塔2就可以裝配成2級或3級火箭,並可以加裝不同數量的捆綁式固體火箭發動機,並且有兩種尺寸的有效載荷整流罩。



美國的阿特拉斯5火箭通過一個通用的芯級火箭(內裝有一臺400噸推力的火箭發動機),附加0~5個捆綁式固體火箭發動機和具備多點火或者單點火的上面級就可以發展出一級半到3級火箭,覆蓋近地軌道到太陽同步軌道的發射任務。


歐空局的阿麗亞娜4號火箭通過搭配不同的固體和液體捆綁式助推器可以實現6種不同的型號,最大能夠將5噸的有效載荷送入地球同步轉移軌道。

這種模塊話的設計方式的優點很多,但是限制條件也比較多,比如火箭一級大多數都是採用液體火箭發動機(當然也有像印度極地衛星火箭採用固態火箭發動機的),這是因為液體火箭的比衝比固體火箭高很多,採用液體火箭可以提高運載力。其次火箭的發動機不宜過多,最好是芯級結構採用大推力火箭發動機,助推器採用固體火箭發動機(當然也可以採用液體火箭發動機),這個視發射軌道而定,比如是近地軌道的話,就可以採用固體火箭發動機,這樣可以降低發射成本。還有一點就是芯級火箭發動機的推力不宜過低,如果芯級火箭發動機的推力低於助推器的推力,那芯級火箭發動機的比衝要比助推器高,這樣的好處是可以提高火箭效率,降低發射成本。至於採用長征火箭大推力作為芯級結構,再捆綁6枚助推器的的結構設計從理論來講是可行的,但是這個因為條件不明確,很難說最終結果好不好。




魑魅涅磐


在新中國漫長的火箭研發中,長征系列無疑是一款極其出色的中型推力火箭,在運載小型的單體式衛星和試驗中,發揮了重要的作用,是中國發射衛星和替換的主力推進設備,而由於長征火箭在重型推力的領域內,由於推力不足,無法使用,而提出的捆綁式火箭將六枚小型火箭以均布方式進行助力推進的方案,在航天專家看來,就是一種得不償失的愚蠢行為,真相併沒有外界想象的那麼容易。

在火箭技術方面,想要製造一體式的多層推進系統是非常複雜的,絕對不是疊加那麼容易,在火箭推進方面,要考慮到是否是一體式或是分段式的途徑推進模式,如果是一體式火箭,那麼在進入外層空間後,將繼續承擔主要動力系統,而分段式的火箭在不同的高度,提供的推力都不盡相同,後者對於末端推進的動力裝置在結構性上強度更高,而前者則對輔助推進系統的持續性工作能力需要更高。

而對於中型推進火箭來說,一般狀況下是很難做到捆綁式火箭的升級的,首先,將一款技術趨於成熟的火箭的發射模式重新設計,工作量基本就等於重新設計一款運載火箭,而冒然的進行改造升級,對於火箭整體結構性,必然會造成一定程度的影響,在進行發射的時候,非常容易產生事故,因此,在航天航空領域,不能因為動力不足就進行疊加式的改進,需要對各方面都進行專門的研究和計算後,再提出有意義的建議。


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