長征系列火箭為何不像獵鷹九號或者德爾塔5一樣,直接將三組主芯級進行捆綁來提高動力?

一看題目就知道題主是內行,心很細。我看在答題區有的答友卻并沒有明白題主所說,把三組主芯級理解成兩個助推器。我來簡單說一下。不過在回答之前先糾正題主的一個錯誤:題主說“為何不像獵鷹9號火箭”這句話是錯誤的,應該是重型獵鷹火箭。另外,誰說長征火箭不采用這種方式?

美國SpaceX公司2018年1月成功發射重型獵鷹運載火箭,把一輛特斯拉跑車送入了火星軌道。

該火箭是由三枚獵鷹9號火箭直接捆綁起來構成的,構型為bab,三枚火箭都是芯級直徑,所以你認為它沒有助推器也可以,當然你說兩邊的兩枚火箭是助推器也行。每個助推器安裝9臺梅林ID發動機,共27臺。

中間這枚獵鷹9號火箭上面加了第二級,第二級安裝1臺真空梅林ID發動機。設計思路和結構就是這么簡單,幾乎完全是多枚獵鷹9號的組合。因此研制周期短,而運載能力在世界現役運載火箭中是最大的,近地軌道能力(LEO)63.3噸,地球同步軌道能力26.7噸。那為什么各國都幾乎不采用這種設計呢?

原來這種設計有違傳統設計理念,那就是一級發動機過多,故障率明顯增大,一旦有發動機出現故障,會直接導致發射失敗。另外多臺發動機容易導致復雜的藕合振動、火箭推重比下降等問題,所以一般子一級設計發動機數目都在10臺以里。前蘇聯曾經研制用于載人登月的N1火箭,其子一級設計30臺發動機,結果4次發射均告失敗,粉碎了蘇聯人的載人登月夢。

蘇聯N1運載火箭

自那以后火箭設計很少采用這種方式。那這次重型獵鷹火箭為什么又采用這種方式呢?是因為它采用先進設計手段確保其可靠性。采用動力冗余技術,即當有少數發動機出現故障時,在不影響其它發動機正常工作的情況下箭載控制系統對故障發動機實施緊急關機和故障隔離,繼續執行并完成主發射任務的技術。 它還采用輕質箭體結構技術、牽制釋放技術(火箭在起飛前利用牽制釋放系統牽制住火箭,讓發動機低工況工作一段時間,采集敏感參數和評估分析,快速判斷發動機工作狀態,提高發射成功率)、冷分離技術(助推器分離和一二級分離均采用無損式冷氮噴射分離,而不是爆炸分離)、

發動機節流技術(一二子級的節流變推力能力,保證一子級助推器分離時芯級仍有最多的推進劑,達到延長芯級飛行時間的目的),成功的解決了傳統遺留問題。據可靠消息,2019年SpaceX公司準備再發射兩枚重型獵鷹火箭,繼續測試。

成功就是硬道理。大陸科技人員已經看到了這種成功,早已經開始調整未來新一代運載火箭的發展方向和定位布局。本來大陸把長征五號、長征六號和長征七號運載火箭定位為新一代運載火箭,逐步取代長征二、三、四號老舊系列運載火箭。長五長六長七全部采用通用化、模塊化、智能化、系列化設計,發動機全部使用環保無毒無污染推進劑,但隨著2017年7月第二發長征五號火箭的失利,暴露出很多問題,包括技術上的、設計上的、工藝上的以及定位上的不足。長征七號是從載人火箭長征二號F改進而來,起初有意專門用于載人和貨運飛船的運輸,

它的最大近地軌道能力14噸,以后準備逐步成為大陸主力火箭,但它在運力上和長征五號有很大重復之處,目前長七正在改進,比如上面增加一級改進為長征七號甲,也就是說長征七號并不具備完全替代老火箭的能力。現在只有長征五號才是大陸目前最需要的,但它的發動機比沖和推重比都不高,為彌補推力的不足當時只得增加發動機數量,從而降低了可靠性。本來打算用它搭載發射試驗新一代載人飛船,但自第二發失利以來,復飛時間也是一推再推

(不過據最新消息第三發長征五號將于今年7月份發射,第四發年底發射嫦娥五號。我們預祝成功。),在它基礎上研制的用于發射空間站的長征五號B火箭也受到了影響。特別是為滿足未來深空載人探測比如說載人登月甚至載人登陸火星,瞄準當前最新科技全新打造的新一代多用途載人飛船必須盡早測試,

新一代載人飛船

所以大陸科學家們審時度勢迅速作出調整,重新定位新一代運載火箭,毅然推出新一代載人運載火箭(尚未命名),借鑒美國重型獵鷹火箭的設計理念,芯一級是直接捆綁三個相同的、直徑5米的助推器,是bab構型,中間芯一級上面加二級、三級、整流罩和逃逸塔。

新一代載人運載火箭

火箭全長90米,起飛推力2000噸,近地軌道能力70噸,地月轉移能力25噸。用于發射新一代載人飛船人貨兩用的近地版、深空版以及小行星火星探測器和未來月球基地項目。
注意有載人登月的能力。現在正處于方案論證階段,預計2019年完成關鍵技術攻關。相信用不了多久一定會研制成功。

10 条回复 A文章作者 M管理員
  1. 大陸人哲學思維太貧乏,自主性太差,所以離不開白人的前瞻經驗

  2. 哥們別說了,長五胖妞剛剛發射成功了!

  3. 第四發長五應該是用于2020年的火星探測。

  4. 怎么說呢大陸靠自己,spacex能買到想買的所有東西。大陸太難了,我覺得給航天人多一點鼓勵,少一點抱怨,他們會成功的。加油💪

  5. 其實看看為什么有獵鷹9,美國還在研制其他重型火箭就知道了。發動機的突破才是本質,液氫液氧的推重比最高是不爭的事實。吸取別人的優點的必須的,但也不要被帶歪了。

  6. 并不是我們不想,而是并并連技術沒解決,這項技術沒解決,其結果就是前蘇聯的大火箭,爆炸。而馬斯克卻解決了這項技術,因此我們看到了大獵鷹多達二十七臺的火箭發動機。未來還可以根據需要繼續往上增加,恐怕在商業發射市場上沒有任何一個國家能與其競爭,蘇聯傾舉國之力沒搞定的技術,他搞定了。

  7. 你也沒明白題主所說。題主說的三個芯級捆綁,是覺得這樣不用專門研制助推器,而你說的是獵鷹多發動機并聯的問題。題主還提到了德爾塔火箭,直接被你忽略了。我換個提法,長征7號是1個芯級和4個助推器,共6臺yf100。那為什么不直接3個芯級捆綁呢?也是6臺yf100啊

  8. 最后說的是長征九號么?

  9. 7月份發射,第四發年底發射嫦娥五號。我們預祝成功。)文章時間過了

  10. 文中第二段,重型獵鷹火箭寫成了“2018年1月”發射,應該是“2018年2月”發射,純屬筆誤,特此聲明。