求教,从蚱蜢到真正意义上的可重复使用火箭还有多远的距 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 18:19:41
     一般而言,各国对可重复使用火箭的研发难度有充分的认知,space.x公司对此进行的尝试还不能算是真正意义上的突破。
       我看了那么多的报道,各国都只是注重箭体的回收,可是现在的火箭发动机都是一次性的吧,火箭的成本大部分都在发动机上吧,回收一个火箭空壳又能控制多少成本。网上搜了好长时间都没有明确的解释。     一般而言,各国对可重复使用火箭的研发难度有充分的认知,space.x公司对此进行的尝试还不能算是真正意义上的突破。
       我看了那么多的报道,各国都只是注重箭体的回收,可是现在的火箭发动机都是一次性的吧,火箭的成本大部分都在发动机上吧,回收一个火箭空壳又能控制多少成本。网上搜了好长时间都没有明确的解释。
"各国都只是注重箭体的回收"的论调是从哪里看来的?


蚱蜢不是最终产品,也不会成为最终总产品。

开发出来的技术会应用在猎鹰9上。


严格来说,现在根本不存在可重复使用的火箭发动机。
只是回收部分可用零部件,从新组装
论坛游侠 发表于 2014-6-21 19:48
"各国都只是注重箭体的回收"的论调是从哪里看来的?
目前运载火箭回收技术主要有4种方案,第一种是降落伞垂直下降方案:在火箭分离后先进行空中制动变轨进入返回地球大气层的返回轨道,在低空采用降落伞减速、最后打开气囊着落;第二种是动力反推垂直下降方案:空中变轨制动同第一种,而在低空采用发动机反推减速以垂直下降方式降落地面;第三种方案是无动力滑翔飞行水平降落方案:箭体采用翼式飞行体,在变轨制动后,火箭依靠翼身的气动力滑翔飞行,像飞机一样水平降落返回地面;第四种方案是有动力滑翔水平降落方案:箭体采用装有涡喷发动机的翼式飞行体,在返回地面过程中可启涡喷发动机进行巡航机动飞行,可实现更大范围的回收区选择。
        主要是根据这方面来的,可是还是发动机的问题,没有研制出可重复使用的发动机,发动机都一次性消耗了,那火箭的回收还有多大的意义。请前辈解惑一下。。
猎鹰的火箭发动机是可以重复使用的。所以楼主的立论全都错了。
陈安娜写着悲伤 发表于 2014-6-21 20:55
目前运载火箭回收技术主要有4种方案,第一种是降落伞垂直下降方案:在火箭分离后先进行空中制动变轨进入 ...
你贴的这些内容得不出发动机全是一次性消耗的结论。
火箭发动机目前虽然是一次性使用的,但其实大多都具备一定的复用潜力,无非是能复用多少次而已。比如YF77,虽然实际工作520s,但研制中做过不下试车台多次连续试车,这意味着如果用在复用火箭上,至少具备在不用维修的情况下复用几次的能力。从单机累计试车5000s+的指标看,理论上YF77具备复用10次的能力(可能需要维护)。发展自YF77的甲烷机,由于设想的工作时间约160s,所以复用次数一下子变成了30次。
再看F9v1.1所用的Merlin1D发动机,单机累计试车寿命约1800s。由于F9一级复用时约工作160s,所以理论上Merlin1D也可以复用10次。当然,中间那台用的太频繁,估计用不了几次。
论坛游侠 发表于 2014-6-21 21:07
你贴的这些内容得不出发动机全是一次性消耗的结论。
火箭发动机目前虽然是一次性使用的,但其实大多都具 ...
如果火箭发动机要回收重复使用,那么也只能收集到坠入大气层经过燃烧过程的发动机。一般来说,随意坠入大气层的物体落地之前已经烧的差不多了。需要通过变轨,按一定角度坠入,还要为火箭加装更好的隔热设施。落地后还要大量的维护才能再次使用。。根据美国航天飞机的经历。这个维护的费用比再造一个新的还要高。。
        换句话说,如果能够保持箭体的平稳准确回收,还是能够达到重复使用的目的。看来spacex公司确实有可能引领一场航天技术的革命。
       再请教一下前辈,merlin1D就是灰背隼液氧煤油发动机吧,可是我在网上怎么都搜索不到这款发动机的具体数据,不管是百度百科还是维基百科还是其他网站,能不能告知一下前辈的资料在网上哪里可以查找的到呢。。
陈安娜写着悲伤 发表于 2014-6-21 22:10
如果火箭发动机要回收重复使用,那么也只能收集到坠入大气层经过燃烧过程的发动机。一般来说,随意坠入大 ...
火箭第一级的燃烧结束点一般都没出大气层,也就不存在真正意义上的再入大气过程,也就不需要为第一级的范围做严肃的隔热措施,falcon也已经实现过了第一级的成功定点返回实验。

到了第二级火箭回收才有再入隔热问题。。
如果第二级或者以上火箭能过安装类似蚱蜢的自主回收方式,就不存在再入大气层烧毁的问题,隔热措施不需要过多的考虑,回收成本也能够适当控制。
   当然,我不知道火箭上升阶段会不会有发动机烧蚀的问题,我想问题应该不大。
comicsheep 发表于 2014-6-21 22:26
火箭第一级的燃烧结束点一般都没出大气层,也就不存在真正意义上的再入大气过程,也就不需要为第一级的范 ...
如果第二级或者以上火箭能过安装类似蚱蜢的自主回收方式,就不存在再入大气层烧毁的问题,隔热措施不需要过多的考虑,回收成本也能够适当控制。
当然,我不知道火箭上升阶段会不会有发动机烧蚀的问题,我想问题应该不大。

陈安娜写着悲伤 发表于 2014-6-21 22:45
如果第二级或者以上火箭能过安装类似蚱蜢的自主回收方式,就不存在再入大气层烧毁的问题,隔热措施不需要过 ...


spacex的热盾pica-x是超级轻而且平, 二级用这个穿过大气层比反推合算. 这已在spacex计划内.



第一级分离后最少音速六倍, 是要反推减速, 靠气动减速是要隔热, 而且箭体可能受不了.





陈安娜写着悲伤 发表于 2014-6-21 22:45
如果第二级或者以上火箭能过安装类似蚱蜢的自主回收方式,就不存在再入大气层烧毁的问题,隔热措施不需要过 ...


spacex的热盾pica-x是超级轻而且平, 二级用这个穿过大气层比反推合算. 这已在spacex计划内.



第一级分离后最少音速六倍, 是要反推减速, 靠气动减速是要隔热, 而且箭体可能受不了.





论坛游侠 发表于 2014-6-21 21:07
你贴的这些内容得不出发动机全是一次性消耗的结论。
火箭发动机目前虽然是一次性使用的,但其实大多都具 ...


发动机使用时间越长可靠性越低, 同时使用多台发动机的箭体方案能提供合理的安全系数.


"所以理论上Merlin1D也可以复用10次。当然,中间那台用的太频繁"

不知道真空改回 merlin 1D 有多难? 若是可以毎次二级都用上一台新的发动机, 把原有那台真空的改回普通Merlin 1D 安上第一级中间的位置. 原有中间那台贮起来, 复用9次后刚好贮上9台发动机建新的F9. 旧的火箭最后打一次高运力不回收任务.



论坛游侠 发表于 2014-6-21 21:07
你贴的这些内容得不出发动机全是一次性消耗的结论。
火箭发动机目前虽然是一次性使用的,但其实大多都具 ...


发动机使用时间越长可靠性越低, 同时使用多台发动机的箭体方案能提供合理的安全系数.


"所以理论上Merlin1D也可以复用10次。当然,中间那台用的太频繁"

不知道真空改回 merlin 1D 有多难? 若是可以毎次二级都用上一台新的发动机, 把原有那台真空的改回普通Merlin 1D 安上第一级中间的位置. 原有中间那台贮起来, 复用9次后刚好贮上9台发动机建新的F9. 旧的火箭最后打一次高运力不回收任务.


陈安娜写着悲伤 发表于 2014-6-21 22:10
如果火箭发动机要回收重复使用,那么也只能收集到坠入大气层经过燃烧过程的发动机。一般来说,随意坠入大 ...
维基有, 看英文版.
鬼眼老三 发表于 2014-6-22 02:11
发动机使用时间越长可靠性越低, 同时使用多台发动机的箭体方案能提供合理的安全系数.
可靠性的改善主要靠设计和实际使用中的数据积累。通过拆解部分复用过的发动机,不断积累复用对发动机部件的实际影响数据,通过这些数据可以改进发动机的薄弱环节。理论能用10次,未必实际就会用足10次,肯定得在成本和可靠性上折中考虑。
Merlin1D单价只有100万美元,很便宜,所以没必要搞得那么复杂。看状态比较好的复用个几次也就得了。
陈安娜写着悲伤 发表于 2014-6-21 22:10
如果火箭发动机要回收重复使用,那么也只能收集到坠入大气层经过燃烧过程的发动机。一般来说,随意坠入大 ...
一级复用时的分离速度约6马赫,这个速度对于箭体和发动机防热要求不高。气动加热还没发动机工作时对周围的热辐射强,没有太大影响。
航天飞机维护费用高是因为发射次数太低,一些固定的成本、生产线和人员维持成本,一平摊就高得不得了。
Merlin1D的数据可以在维基上看见,也可以上SpaceX的网站看看。