一次性火箭,氢氧芯级配合煤油助推的火箭,效率必然好于 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 12:07:42


火箭燃料和结构设计决定了运载系数的高低,而纯氢氧火箭肯定是运载系数最高的,比如DELTA iv,但是这种CBD火箭不但体积大,而且昂贵,所以如果折衷方案既考虑经济性又考虑性能,那氢氧芯级配合煤油助推就成了必然选择,这样的火箭是助推器承力,比如CZ-5,如果没记错CZ-5将是世界仅次于D4运载系数的火箭

长5火箭采用先进的大尺寸氢氧芯级,但是大尺寸氢氧芯级其实有一个缺点,就是干重肯定大,因为氢氧火箭需要喷涂厚厚的保温层,长5当然知道这点,所以采用了先进的助推器承力设计,类似设计最典型的就是美国航天飞机,这样芯级干重就能尽可能的轻,所以长5有高效的氢氧芯级,但是这只是其一再看长5助推器,居然用了可怕的补燃煤油助推器,而且燃烧时间居然高达180秒,这太可怕了,轻质氢氧芯级配和这4个变态的助推器,简直疯狂,较长的助推器燃烧时间就决定了,助推器分离时火箭速度将相当快,高度将相当高,这样留给芯级的压力极小,所以才能造就完美的一级半LEO,只有航天飞机能实现,阿丽亚娜v都没戏,因为用了固推,比冲燃烧时间质量都不占优

而长5的高轨14吨我认为真是谦虚至极,在长5这种变态一级和助推能力的火箭上,只需非常小型的上面级就能实现高轨高运载能力,而一旦给长5安上大型高比冲上面级整体运载能力还能飙升,这只是上面级的改进就可以达成,只能说长5火箭基础打得不是一般的好,所以上面怎么弄都可以,如果说长5有什么缺点,恐怕就是芯级比冲还是偏低,上面级多功能性不够好而以,其实如果有高性能大型上面级长5完全不需要远征系列上面级

再说煤油CBC,首先质量就没法比,再者就是燃烧时间没法和氢氧相提并论,而最恶心的还是起飞级比冲,总之,煤油CBC起飞级能力没法和氢氧芯级配合煤油补燃相比,而这就要求上面级要更猛来弥补,所以说改进潜力上煤油CBC是没法和氢氧煤油助推比的,因为留给上面级的空间很低,但是煤油CBC优点是便宜通用性较高,如果有燃料交换也能弥补一些比冲不足燃烧时间短的不足,但是还是没法和氢氧芯级节流相比的,毕竟比冲就差这很多,质量也大很多

所以说如果想设计高效的又便宜的火箭,高比冲氢氧芯级配合助推器承力li补燃煤油是唯一选择,也就是CZ-5构型

其实某种程度上讲,长5非常类似SLS,都有非常强的1级半入轨能力,有些人看不起一级半入轨,但是我想说的是,一级半入轨,就给了上面级更广阔的空间,也就有了更高的升级潜力,只有基础打得劳摩天大楼才能风雨不摇

火箭燃料和结构设计决定了运载系数的高低,而纯氢氧火箭肯定是运载系数最高的,比如DELTA iv,但是这种CBD火箭不但体积大,而且昂贵,所以如果折衷方案既考虑经济性又考虑性能,那氢氧芯级配合煤油助推就成了必然选择,这样的火箭是助推器承力,比如CZ-5,如果没记错CZ-5将是世界仅次于D4运载系数的火箭

长5火箭采用先进的大尺寸氢氧芯级,但是大尺寸氢氧芯级其实有一个缺点,就是干重肯定大,因为氢氧火箭需要喷涂厚厚的保温层,长5当然知道这点,所以采用了先进的助推器承力设计,类似设计最典型的就是美国航天飞机,这样芯级干重就能尽可能的轻,所以长5有高效的氢氧芯级,但是这只是其一再看长5助推器,居然用了可怕的补燃煤油助推器,而且燃烧时间居然高达180秒,这太可怕了,轻质氢氧芯级配和这4个变态的助推器,简直疯狂,较长的助推器燃烧时间就决定了,助推器分离时火箭速度将相当快,高度将相当高,这样留给芯级的压力极小,所以才能造就完美的一级半LEO,只有航天飞机能实现,阿丽亚娜v都没戏,因为用了固推,比冲燃烧时间质量都不占优

而长5的高轨14吨我认为真是谦虚至极,在长5这种变态一级和助推能力的火箭上,只需非常小型的上面级就能实现高轨高运载能力,而一旦给长5安上大型高比冲上面级整体运载能力还能飙升,这只是上面级的改进就可以达成,只能说长5火箭基础打得不是一般的好,所以上面怎么弄都可以,如果说长5有什么缺点,恐怕就是芯级比冲还是偏低,上面级多功能性不够好而以,其实如果有高性能大型上面级长5完全不需要远征系列上面级

再说煤油CBC,首先质量就没法比,再者就是燃烧时间没法和氢氧相提并论,而最恶心的还是起飞级比冲,总之,煤油CBC起飞级能力没法和氢氧芯级配合煤油补燃相比,而这就要求上面级要更猛来弥补,所以说改进潜力上煤油CBC是没法和氢氧煤油助推比的,因为留给上面级的空间很低,但是煤油CBC优点是便宜通用性较高,如果有燃料交换也能弥补一些比冲不足燃烧时间短的不足,但是还是没法和氢氧芯级节流相比的,毕竟比冲就差这很多,质量也大很多

所以说如果想设计高效的又便宜的火箭,高比冲氢氧芯级配合助推器承力li补燃煤油是唯一选择,也就是CZ-5构型

其实某种程度上讲,长5非常类似SLS,都有非常强的1级半入轨能力,有些人看不起一级半入轨,但是我想说的是,一级半入轨,就给了上面级更广阔的空间,也就有了更高的升级潜力,只有基础打得劳摩天大楼才能风雨不摇
问一下:助推器承力设计是什么意思
同样一级半,长5载荷系数比不上能源。长5的设计基本就是一个缩小的能源,rd0120和rd170的比冲更高……
zhuhao112 发表于 2014-8-13 19:12
同样一级半,长5载荷系数比不上能源。长5的设计基本就是一个缩小的能源,rd0120和rd170的比冲更高……
能源那种高效的火箭随着苏联解体彻底报废,我只能扼腕叹息,最起码也送了一次暴风雪
qiyuwanjia 发表于 2014-8-13 17:36
问一下:助推器承力设计是什么意思
芯级挂在助推上,而不是助推挂在芯级上。
楠宫萧vn 发表于 2014-8-13 19:53
芯级挂在助推上,而不是助推挂在芯级上。
好吧,太笨了,理解不了。
qiyuwanjia 发表于 2014-8-13 19:57
好吧,太笨了,理解不了。
你可以理解为助推比芯级更结实,在地面及助推分离前由助推器支撑芯级。
全煤油的能回收的话,这个就只有干瞪眼的份
能源那种高效的火箭随着苏联解体彻底报废,我只能扼腕叹息,最起码也送了一次暴风雪
能源确实是神器,才2400吨的发射重量有100多吨的leo。
全煤油的能回收的话,这个就只有干瞪眼的份
那是胡说,回收运载系数更低
zhuhao112 发表于 2014-8-13 20:05
能源确实是神器,才2400吨的发射重量有100多吨的leo。
不到80吨吧,那个100吨里有部分是燃料,还要负责近1公里的速度增量才能入轨。
fase_back 发表于 2014-8-13 20:08
那是胡说,回收运载系数更低
运载系数低怕啥,反正价格更加低
运载系数低怕啥,反正价格更加低

要是比价格的话,不回收煤油也低,可是这贴是探讨的运载系数和效率
楠宫萧vn 发表于 2014-8-13 19:59
你可以理解为助推比芯级更结实,在地面及助推分离前由助推器支撑芯级。

是说助推器拖着芯级飞?好像也不对
qiyuwanjia 发表于 2014-8-13 20:39
是说助推器拖着芯级飞?好像也不对
多级半火箭都是助推拖着芯级飞啊,这个只是芯级强度更低,承力结构设置在助推上。
楠宫萧vn 发表于 2014-8-13 20:41
多级半火箭都是助推拖着芯级飞啊,这个只是芯级强度更低,承力结构设置在助推上。
是不是说有类似钢筋的东西加强了助推器,然后助推器与芯级有几个点连接,这样就把芯级撑起来了……?
发射前,支架是顶在助推器上么?

qiyuwanjia 发表于 2014-8-13 20:39
是说助推器拖着芯级飞?好像也不对


看看阿里安5火箭,你就明白了http://old.dsti.net/upfile/Sbj_105/2007/07/10_144102_18A49BAA.jpg
qiyuwanjia 发表于 2014-8-13 20:39
是说助推器拖着芯级飞?好像也不对


看看阿里安5火箭,你就明白了http://old.dsti.net/upfile/Sbj_105/2007/07/10_144102_18A49BAA.jpg
同样一级半,长5载荷系数比不上能源。长5的设计基本就是一个缩小的能源,rd0120和rd170的比冲更高……
貌似火箭越大,载荷系数会更好吧
纯用汉字推测火箭的效率的楼主,和空军版那些用眼睛测算飞机的RCS和气动数据的大师们,也就在伯仲之间啦。

qiyuwanjia 发表于 2014-8-13 20:54
是不是说有类似钢筋的东西加强了助推器,然后助推器与芯级有几个点连接,这样就把芯级撑起来了……?
发 ...


是的,发射前只有助推有支撑,欧洲的阿5就是很典型的

qiyuwanjia 发表于 2014-8-13 20:54
是不是说有类似钢筋的东西加强了助推器,然后助推器与芯级有几个点连接,这样就把芯级撑起来了……?
发 ...


是的,发射前只有助推有支撑,欧洲的阿5就是很典型的
奥,我懂了,谢谢大家。@cjdam2003_   @想侃侃   @楠宫萧vn
这个还是得具体问题具体分析。一级半CZ5打LEO运载系数就不如二级半的CBC煤油FH,CZ5的优势主要是二级半构型打GTO,高速任务二级采用氢氧优势是很大的。
实际上长5的LEO载荷系数并不算高
只有GTO比较高
想侃侃 发表于 2014-8-13 21:06
看看阿里安5火箭,你就明白了http://old.dsti.net/upfile/Sbj_105/2007/07/10_144102_18A49BAA.jpg
这样的方式多好,一目了然。
纸飞机 发表于 2014-8-14 09:26
实际上长5的LEO载荷系数并不算高
只有GTO比较高
本来高比冲对高轨道就有利,这是没办法的
石油必定会用完,支持全氢氧火箭,固体的也行
数字只是看的,价钱才是实在的东西。
fase_back 发表于 2014-8-14 11:45
本来高比冲对高轨道就有利,这是没办法的
何以见得?长5对于速度更高的GEO载荷也不见得高
纸飞机 发表于 2014-8-14 13:31
何以见得?长5对于速度更高的GEO载荷也不见得高
CZ5的GEO载荷是加YZ-2打的,如果芯二级能改3次点火,载荷表现会更好一些。
论坛游侠 发表于 2014-8-14 14:15
CZ5的GEO载荷是加YZ-2打的,如果芯二级能改3次点火,载荷表现会更好一些。
至少要4次点火
纸飞机 发表于 2014-8-14 14:43
至少要4次点火
氢氧二级的推力足够大,或许削倾角和提升近地点可以一并完成。
至少要4次点火
从EELV卡角发射实例看,三次够了
lsquirrel 发表于 2014-8-14 15:28
从EELV卡角发射实例看,三次够了
2014-08-14 16 27 28.jpg

没有吧,这个CCAM阶段不用点火的么?
运载系数低怕啥,反正价格更加低
别认为低温芯级就无法回收,蓝色起源正在做氢氧火箭回收测试。比马一龙还早突破高超音速,只不过比较低调而已……
纸飞机 发表于 2014-8-14 16:28
没有吧,这个CCAM阶段不用点火的么?
CCAM这段是GTO后第三次点火,接着载具星体分离,然后载具做的一个离开GEO轨道的机动,这段图上描述是propellant dumping,直译为释放推进剂,而且时长是7.2-6.6=0.6hr,就是36分钟,看起来应该不是点火动作

估计是直接全开节流,把储箱里的余压燃料释放出来,但是不足以点火,借几个dv把无用的载具的轨道偏移开GEO而已,毕竟现在也没那个引擎能够在燃烧ing的模式下坚持36分钟啊
comicsheep 发表于 2014-8-14 17:16
CCAM这段是GTO后第三次点火,接着载具星体分离,然后载具做的一个离开GEO轨道的机动,这段图上描述是prop ...
分离前就第三次点火了
这个CCAM过程肯定也伴随着消耗掉燃料,否则有爆炸的危险
但这个过程开始的时候有没有点火,好像看不出来,个人觉得是有的
纸飞机 发表于 2014-8-14 17:40
分离前就第三次点火了
这个CCAM过程肯定也伴随着消耗掉燃料,否则有爆炸的危险
但这个过程开始的时候有 ...
按这个结论,起飞级之外,火箭3点火就够卫星进GEO了
1、leo修圆点火
2、GTO转移点火
3、GTO ap位置点火,轨道圆化到GEO

至于上面级脱离GEO轨道,我觉得可以有很多方法,而且这个动作需要的dv不多,真不一定要额外点一次火,也许把储箱加压的氦气释放,或者是rcs努力争取一下就可以了

comicsheep 发表于 2014-8-14 17:46
按这个结论,起飞级之外,火箭3点火就够卫星进GEO了
1、leo修圆点火
2、GTO转移点火


以我浅显的认识,你说的有2个问题。
1.leo没必要修圆,倒是需要削倾角。
2.你说的是直接送入轨道的上面级。你考虑需要点火才能进入低轨的上面级了吗?
comicsheep 发表于 2014-8-14 17:46
按这个结论,起飞级之外,火箭3点火就够卫星进GEO了
1、leo修圆点火
2、GTO转移点火


以我浅显的认识,你说的有2个问题。
1.leo没必要修圆,倒是需要削倾角。
2.你说的是直接送入轨道的上面级。你考虑需要点火才能进入低轨的上面级了吗?

comicsheep 发表于 2014-8-14 17:46
按这个结论,起飞级之外,火箭3点火就够卫星进GEO了
1、leo修圆点火
2、GTO转移点火


编辑掉。
comicsheep 发表于 2014-8-14 17:46
按这个结论,起飞级之外,火箭3点火就够卫星进GEO了
1、leo修圆点火
2、GTO转移点火


编辑掉。

nimbostratus 发表于 2014-8-14 18:18
以我浅显的认识,你说的有2个问题。
1.leo没必要修圆,倒是需要削倾角。
2.你说的是直接送入轨道的上 ...


1、看纸飞机的图,leo无倾角,若按照卡角的参数来的话,确实是同时削了倾角外加leo圆化,考虑leo不修圆的话,就是不抬升PE点,那就不存在parking orbit了,那就是直上GTO了,类似于嫦娥奔月

2、我说就是上面级在起飞级丢弃后的AP点第一次点火,提升PE点,进入LEO圆轨道的,这也是纸飞机的图上所示的seco-1点的第一次点火,这个算不算是你说的点火才能进入低轨的上面级?说实话我做ksp游戏的时候,自己做的90%的火箭都是要上面级在起飞后AP点自己点火入LEO的

nimbostratus 发表于 2014-8-14 18:18
以我浅显的认识,你说的有2个问题。
1.leo没必要修圆,倒是需要削倾角。
2.你说的是直接送入轨道的上 ...


1、看纸飞机的图,leo无倾角,若按照卡角的参数来的话,确实是同时削了倾角外加leo圆化,考虑leo不修圆的话,就是不抬升PE点,那就不存在parking orbit了,那就是直上GTO了,类似于嫦娥奔月

2、我说就是上面级在起飞级丢弃后的AP点第一次点火,提升PE点,进入LEO圆轨道的,这也是纸飞机的图上所示的seco-1点的第一次点火,这个算不算是你说的点火才能进入低轨的上面级?说实话我做ksp游戏的时候,自己做的90%的火箭都是要上面级在起飞后AP点自己点火入LEO的