详解480吨高压补燃煤油发动机与5米芯级匹配的难处

        详解480吨高压补燃煤油发动机与5米芯级匹配的难处
       有网友提问到480吨煤油机与长五5米芯级难匹配的依据何在，在此我就作一次详细分析。
       首先，来自宇宙神五“长期延进”计划表明长五5米芯级塞下2台480吨高压补燃煤油机困难重重。
        早几年“G6—52L”网友在网上发给过我一份文件，这一文件提到洛马公司对宇宙神五火箭长期进化的具体设想。其中最著名的计划就是要使用2台RD180发动机研制5点4米的新宇宙神五芯级。
          D180的推力为400吨，2*400=800吨。
         而长五的芯级只有5米，塞上2台480吨高压补燃煤油机，2*480=960吨。更小的芯级装更大的发动机。这不仅使火箭在起飞面临动压过大的矛盾，而且燃料也面临不够烧的大问题。
           当然，也可以大幅度延长5米芯级的长度，以装更多的燃料，问题是这又涉及到长径比的问题。如果使用2台480吨煤油机研制长五的5米芯级，由于要多装燃料才能够充分发挥480吨煤油机的使用潜力，那么第一级的长度恐怕要远超天顶火箭的37米，达到50米左右。而第二级，第三级与整流罩也很难布局，如果直接套用目前长五的低温主芯级与第三级，整流罩。参考目前版本长五的总长度已经达60米左右，整个新5米芯级的火箭总长度将要超过100米。
这样海南发射场为长五准备的发射塔就无法发射新火箭了。
         其次，天顶火箭就远远没有发挥出RD170的使用潜力，浪费极大。
        我在其它的评论中就已经指出俄罗斯天顶火箭的极度不合理。
        美国宇宙神五火箭芯级直径3点8米，就仅仅使用一台RD180，推力为400吨。而天顶火箭使用的RD170推力高达790吨，但天顶的芯级直径仅仅只有3点9米。参考宇宙神五延进计划。天顶火箭的芯级直径什么也要达5点４米以上才能够充分发挥RD170的巨大威力。
         如果天顶火箭能够增大芯级直径，装足燃料，再匹配上低温上面级，一箭就足够将10吨以上的重型通讯卫星送入GTO，足够“秒杀”阿里安五了。当然，由于苏联的解体，“大型天顶”计划最终流产，目前运营中的天顶仅仅是“中型天顶”，但GTO运力最高也达6吨多了，而且还没有使用低温上面级。天顶称得上是火箭中的“法拉利”可是有道理的。
         同样，如果硬要在长五5米芯级中塞上2台480吨推力煤油机，起飞推力高达960吨，天顶火箭“困局”也一样会出现于中国，造成巨大浪费，这可是不能够容许的。
         第三，基于480吨发动机研制新火箭芯级存在很大的规划难题与运营难题（发射场不匹配）。
         300吨推力煤油机使用5台研制7米新芯级，起飞推力才1500吨，与目前版本的长五相差不远，也能够很好“填平”运力空白区间。
        而480吨推力发动机如果使用2台研制6米新直径芯级，运力与目前版本的长五重叠，而与其搞6米直径新火箭不如一步到位搞7米直径新火箭，毕竟３个6米CBC模块推力只有２８８０吨，要比土星五要小不少。
      如果使用4台研制8米直径新芯级，“光棍版本”起飞推力就高达1920吨，LEO运力起码就达60吨，GTO运力也超25吨。用于发射重型通讯卫星运力太大，用于发射神舟飞船的环月版本也运力过多。难以养活。
        当然，如何研制匹配新8米芯级直径火箭的第二级与第三级也问题重重。由其是如果载人登月工程迟迟不能够上马，目前研制中长五5米主芯级与上面级显然不能够很好地与8米第一级进行良好匹配，因为与美国的SLS明显不同，SLS是2级半，而中国的新8米直径芯级火箭是纯三级火箭。整个火箭长度如何控制于100米以下存在很大困难。
         如果长度不能够控制于100米以下，新8米直径芯级火箭在目前建设中的海南发射场恐怕不能够直接使用发射。这又将要建设新的发射场（甚至试验震动塔），要大动土木。运营投资也要求更大。
        最后，8米新直径火箭采用CBC构型研制新火箭遥遥无期。
      参考使用300吨推力煤油机5台研制的7米直径主芯级起飞推力就有1500吨。3个CBC模块推力就高达4500吨，远超土星五火箭。
       如果研制了480吨级的发动机，并联4台搞8米新芯级。3个CBC模块起飞推力3*1920=5760吨。除非搞月球基地，否则基本用不上。
总结章，如何促使国家尽快上马立项载人登月工程才是“硬道理”。
       而以目前国家对上马载人登月的还远未明朗的态度，要搞月球基地不知是何年何月的事。
        而有鉴于采用CBC构型已经成为全球研制新重型火箭的潮流；如果使用３００吨发动机研制CBC构型火箭就足够拿下中国的载人登月工程。本着经济实用的原则，“多快好省”的原则。不如现在先将研制４８０吨发动机放到一边。先想法子向政治领导层“证明”搞载人登月花钱不多，技术也不难；以促使领导们决心“尽快”上马立项载人登月工程。
         这样先上马搞３００吨级燃气发生器煤油发动机。拿下中国的载人登月工程之后；时间已经到２０３０年以后，那时再想法搞４８０吨甚至更高推力的发动机也无不可。
       否则如果政治领导认为搞载人登月工程消耗资金过大，“技术风险也很大”。迟迟不上马立项，那么一切就是镜花水月了。
      因此，识时务者为俊杰。钓鱼也是要讲策略的。

高凉陈君
２０１３，１２，２０.


        详解480吨高压补燃煤油发动机与5米芯级匹配的难处
       有网友提问到480吨煤油机与长五5米芯级难匹配的依据何在，在此我就作一次详细分析。
       首先，来自宇宙神五“长期延进”计划表明长五5米芯级塞下2台480吨高压补燃煤油机困难重重。
        早几年“G6—52L”网友在网上发给过我一份文件，这一文件提到洛马公司对宇宙神五火箭长期进化的具体设想。其中最著名的计划就是要使用2台RD180发动机研制5点4米的新宇宙神五芯级。
          D180的推力为400吨，2*400=800吨。
         而长五的芯级只有5米，塞上2台480吨高压补燃煤油机，2*480=960吨。更小的芯级装更大的发动机。这不仅使火箭在起飞面临动压过大的矛盾，而且燃料也面临不够烧的大问题。
           当然，也可以大幅度延长5米芯级的长度，以装更多的燃料，问题是这又涉及到长径比的问题。如果使用2台480吨煤油机研制长五的5米芯级，由于要多装燃料才能够充分发挥480吨煤油机的使用潜力，那么第一级的长度恐怕要远超天顶火箭的37米，达到50米左右。而第二级，第三级与整流罩也很难布局，如果直接套用目前长五的低温主芯级与第三级，整流罩。参考目前版本长五的总长度已经达60米左右，整个新5米芯级的火箭总长度将要超过100米。
这样海南发射场为长五准备的发射塔就无法发射新火箭了。
         其次，天顶火箭就远远没有发挥出RD170的使用潜力，浪费极大。
        我在其它的评论中就已经指出俄罗斯天顶火箭的极度不合理。
        美国宇宙神五火箭芯级直径3点8米，就仅仅使用一台RD180，推力为400吨。而天顶火箭使用的RD170推力高达790吨，但天顶的芯级直径仅仅只有3点9米。参考宇宙神五延进计划。天顶火箭的芯级直径什么也要达5点４米以上才能够充分发挥RD170的巨大威力。
         如果天顶火箭能够增大芯级直径，装足燃料，再匹配上低温上面级，一箭就足够将10吨以上的重型通讯卫星送入GTO，足够“秒杀”阿里安五了。当然，由于苏联的解体，“大型天顶”计划最终流产，目前运营中的天顶仅仅是“中型天顶”，但GTO运力最高也达6吨多了，而且还没有使用低温上面级。天顶称得上是火箭中的“法拉利”可是有道理的。
         同样，如果硬要在长五5米芯级中塞上2台480吨推力煤油机，起飞推力高达960吨，天顶火箭“困局”也一样会出现于中国，造成巨大浪费，这可是不能够容许的。
         第三，基于480吨发动机研制新火箭芯级存在很大的规划难题与运营难题（发射场不匹配）。
         300吨推力煤油机使用5台研制7米新芯级，起飞推力才1500吨，与目前版本的长五相差不远，也能够很好“填平”运力空白区间。
        而480吨推力发动机如果使用2台研制6米新直径芯级，运力与目前版本的长五重叠，而与其搞6米直径新火箭不如一步到位搞7米直径新火箭，毕竟３个6米CBC模块推力只有２８８０吨，要比土星五要小不少。
      如果使用4台研制8米直径新芯级，“光棍版本”起飞推力就高达1920吨，LEO运力起码就达60吨，GTO运力也超25吨。用于发射重型通讯卫星运力太大，用于发射神舟飞船的环月版本也运力过多。难以养活。
        当然，如何研制匹配新8米芯级直径火箭的第二级与第三级也问题重重。由其是如果载人登月工程迟迟不能够上马，目前研制中长五5米主芯级与上面级显然不能够很好地与8米第一级进行良好匹配，因为与美国的SLS明显不同，SLS是2级半，而中国的新8米直径芯级火箭是纯三级火箭。整个火箭长度如何控制于100米以下存在很大困难。
         如果长度不能够控制于100米以下，新8米直径芯级火箭在目前建设中的海南发射场恐怕不能够直接使用发射。这又将要建设新的发射场（甚至试验震动塔），要大动土木。运营投资也要求更大。
        最后，8米新直径火箭采用CBC构型研制新火箭遥遥无期。
      参考使用300吨推力煤油机5台研制的7米直径主芯级起飞推力就有1500吨。3个CBC模块推力就高达4500吨，远超土星五火箭。
       如果研制了480吨级的发动机，并联4台搞8米新芯级。3个CBC模块起飞推力3*1920=5760吨。除非搞月球基地，否则基本用不上。
总结章，如何促使国家尽快上马立项载人登月工程才是“硬道理”。
       而以目前国家对上马载人登月的还远未明朗的态度，要搞月球基地不知是何年何月的事。
        而有鉴于采用CBC构型已经成为全球研制新重型火箭的潮流；如果使用３００吨发动机研制CBC构型火箭就足够拿下中国的载人登月工程。本着经济实用的原则，“多快好省”的原则。不如现在先将研制４８０吨发动机放到一边。先想法子向政治领导层“证明”搞载人登月花钱不多，技术也不难；以促使领导们决心“尽快”上马立项载人登月工程。
         这样先上马搞３００吨级燃气发生器煤油发动机。拿下中国的载人登月工程之后；时间已经到２０３０年以后，那时再想法搞４８０吨甚至更高推力的发动机也无不可。
       否则如果政治领导认为搞载人登月工程消耗资金过大，“技术风险也很大”。迟迟不上马立项，那么一切就是镜花水月了。
      因此，识时务者为俊杰。钓鱼也是要讲策略的。

高凉陈君
２０１３，１２，２０.