中国太空摆渡车今日首飞 !

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/30 05:49:00


2015年是中国航天发射的又一个密集年,计划完成20次宇航发射,将超过40个航天器送入太空。而3月30日这一天将成为中国航天再创多项第一的日子:新一代上面级远征一号即将以“太空摆渡车”的使命迎来首次太空之旅。“上面级”是什么?“远征一号”未来又将担负什么样的太空发射任务?它的出现将带给中国航天哪些深刻的变化呢?或许可以从远征一号这个名称中看到一些端倪。

远征一号上面级是什么?

所谓上面级就是运载火箭最上面的一级或多级,其以下的几级火箭被称为基础级。上面级有自主轨道机动能力,在轨飞行时间长,一般可多次启动点火,满足不同发射任务需求,能将一个或多个有效载荷(如卫星、空间探测器等)送入预定轨道,就如同机场的摆渡车。使用上面级可以大大减少有效载荷自身的燃料消耗,从而大大延长工作寿命。

据长征-3A系列运载火箭总设计师姜杰在两会期间接受专访时透露,长征-3C/远征-1是在原本3级的长征-3C火箭上面增加一级,从而变成4级火箭。4级火箭的主要任务是搭载可以直接入轨的卫星。以往的3级火箭只能将卫星送至转移轨道,即3级火箭发射的轨道是椭圆的,卫星需要变轨为圆形轨道。而改进后的4级火箭可以直接将卫星发送至距离更为遥远的目标轨道,卫星不需要再变轨。3级火箭的飞行只需要半小时左右,而4级火箭则需要飞行4~6小时,能飞到几万公里的外太空。

远征一号将为谁“摆渡”?

对于30日远征一号将要摆渡的首个“客人”是谁,中国航天业界并不愿过多评论。不过国内媒体此前曾公开报道称,2015年我国计划发射4颗“北斗”全球导航试验卫星,对全球导航卫星系统中的新技术进行验证。

据中国运载火箭研究院党委书记梁小虹在两会期间介绍,新研制的远征-1上面级有四大特点:一是兼具运载器与航天器的技术特性。它是在运载火箭或重复使用运载工具上面增加的相对独立的一级或多级,可依靠自身动力携带航天器继续飞行。二是可多次启动。运载火箭将其送入太空后,上面级能多次点火启动,满足不同发射任务的需求。三是工作时间长。上面级长于运载火箭的工作时间,可以达到数小时、数天乃至数十天。远征-1上面级首次采用了液体推进剂,在轨工作时间为6.5小时。四是可以先后把不同“乘客”送到不同目的地。在太空,上面级接力火箭继续执行飞行任务,可通过飞行轨道的变化,将携带的一个或多个航天器直接送到工作地点。

由于上面级拥有众多优点,美俄等国很早就在研制并使用。美国目前总共研制出10多种上面级,用于发射大、中、小型有效载荷。如“阿金纳”、变轨级、有效载荷助推舱/Star-48B、惰性上面级、“半人马座”上面级等。

苏联/俄罗斯也先后打造了各种上面级。如D段、DM段、DM-SL段、微风-KM、微风-M和“弗雷盖特”等上面级。欧洲航天局后发制人起点高,研制了可贮存液体上面级EPS以及低温上面级ESC-A和ESC-B。这些航天大国,不仅用装有上面级的运载火箭把卫星直接送入轨道,美国还曾用航天飞机发射卫星和空间探测器,它是靠装在货舱内的有效载荷助推舱/Star-48B上面级来发射。目前,为了降低卫星成本,美国GPS-2F导航卫星不用远地点发动机入轨,而用装有上面级的“宇宙神-5”或“德尔塔-4”火箭直接送入工作轨道。

上面级也常用于“一箭多星”发射,以有效降低发射成本。美国的“半人马座”、俄罗斯的微风-M、欧洲的EPS等著名上面级,具有多次变轨、高精度导航、星箭接口适应性强等特点,都具备多星多轨道发射能力,进行快速组网。如2015年3月28日(北京时间),装有“弗雷盖特”上面级的俄罗斯联盟-ST火箭就一举发射了第7颗和第8颗欧洲“伽利略”导航卫星,把它们分别送到两个轨道面。美国甚至还用上面级完成某些特殊任务,比如用“半人马座”上面级先将美国“月球陨坑观测与感知卫星”送至月球轨道,然后用“半人马座”上面级对月球进行撞击。

远征一号不只是一个任务型号,而是系列编号

据了解,从上世纪80年代末开始,中国先后研制出多型固体推进剂上面级,并进行了多次飞行,全部取得圆满成功。但此前的上面级均为满足某种单一任务而研制,只具有一次启动能力,工作时间较短,对于更多发射任务适应性较弱。远征一号作为一种液体推进剂上面级,有望成为中国航天领域真正意义上的“太空摆渡车”。

梁小虹表示,为加强中国航天在深空探测、空间试验等空间领域的探索和服务能力,中国运载火箭技术研究院将按照系列化发展的思路,在远征一号的基础上逐步构建多种类、多用途的上面级产品。


2015年是中国航天发射的又一个密集年,计划完成20次宇航发射,将超过40个航天器送入太空。而3月30日这一天将成为中国航天再创多项第一的日子:新一代上面级远征一号即将以“太空摆渡车”的使命迎来首次太空之旅。“上面级”是什么?“远征一号”未来又将担负什么样的太空发射任务?它的出现将带给中国航天哪些深刻的变化呢?或许可以从远征一号这个名称中看到一些端倪。

远征一号上面级是什么?

所谓上面级就是运载火箭最上面的一级或多级,其以下的几级火箭被称为基础级。上面级有自主轨道机动能力,在轨飞行时间长,一般可多次启动点火,满足不同发射任务需求,能将一个或多个有效载荷(如卫星、空间探测器等)送入预定轨道,就如同机场的摆渡车。使用上面级可以大大减少有效载荷自身的燃料消耗,从而大大延长工作寿命。

据长征-3A系列运载火箭总设计师姜杰在两会期间接受专访时透露,长征-3C/远征-1是在原本3级的长征-3C火箭上面增加一级,从而变成4级火箭。4级火箭的主要任务是搭载可以直接入轨的卫星。以往的3级火箭只能将卫星送至转移轨道,即3级火箭发射的轨道是椭圆的,卫星需要变轨为圆形轨道。而改进后的4级火箭可以直接将卫星发送至距离更为遥远的目标轨道,卫星不需要再变轨。3级火箭的飞行只需要半小时左右,而4级火箭则需要飞行4~6小时,能飞到几万公里的外太空。

远征一号将为谁“摆渡”?

对于30日远征一号将要摆渡的首个“客人”是谁,中国航天业界并不愿过多评论。不过国内媒体此前曾公开报道称,2015年我国计划发射4颗“北斗”全球导航试验卫星,对全球导航卫星系统中的新技术进行验证。

据中国运载火箭研究院党委书记梁小虹在两会期间介绍,新研制的远征-1上面级有四大特点:一是兼具运载器与航天器的技术特性。它是在运载火箭或重复使用运载工具上面增加的相对独立的一级或多级,可依靠自身动力携带航天器继续飞行。二是可多次启动。运载火箭将其送入太空后,上面级能多次点火启动,满足不同发射任务的需求。三是工作时间长。上面级长于运载火箭的工作时间,可以达到数小时、数天乃至数十天。远征-1上面级首次采用了液体推进剂,在轨工作时间为6.5小时。四是可以先后把不同“乘客”送到不同目的地。在太空,上面级接力火箭继续执行飞行任务,可通过飞行轨道的变化,将携带的一个或多个航天器直接送到工作地点。

由于上面级拥有众多优点,美俄等国很早就在研制并使用。美国目前总共研制出10多种上面级,用于发射大、中、小型有效载荷。如“阿金纳”、变轨级、有效载荷助推舱/Star-48B、惰性上面级、“半人马座”上面级等。

苏联/俄罗斯也先后打造了各种上面级。如D段、DM段、DM-SL段、微风-KM、微风-M和“弗雷盖特”等上面级。欧洲航天局后发制人起点高,研制了可贮存液体上面级EPS以及低温上面级ESC-A和ESC-B。这些航天大国,不仅用装有上面级的运载火箭把卫星直接送入轨道,美国还曾用航天飞机发射卫星和空间探测器,它是靠装在货舱内的有效载荷助推舱/Star-48B上面级来发射。目前,为了降低卫星成本,美国GPS-2F导航卫星不用远地点发动机入轨,而用装有上面级的“宇宙神-5”或“德尔塔-4”火箭直接送入工作轨道。

上面级也常用于“一箭多星”发射,以有效降低发射成本。美国的“半人马座”、俄罗斯的微风-M、欧洲的EPS等著名上面级,具有多次变轨、高精度导航、星箭接口适应性强等特点,都具备多星多轨道发射能力,进行快速组网。如2015年3月28日(北京时间),装有“弗雷盖特”上面级的俄罗斯联盟-ST火箭就一举发射了第7颗和第8颗欧洲“伽利略”导航卫星,把它们分别送到两个轨道面。美国甚至还用上面级完成某些特殊任务,比如用“半人马座”上面级先将美国“月球陨坑观测与感知卫星”送至月球轨道,然后用“半人马座”上面级对月球进行撞击。

远征一号不只是一个任务型号,而是系列编号

据了解,从上世纪80年代末开始,中国先后研制出多型固体推进剂上面级,并进行了多次飞行,全部取得圆满成功。但此前的上面级均为满足某种单一任务而研制,只具有一次启动能力,工作时间较短,对于更多发射任务适应性较弱。远征一号作为一种液体推进剂上面级,有望成为中国航天领域真正意义上的“太空摆渡车”。

梁小虹表示,为加强中国航天在深空探测、空间试验等空间领域的探索和服务能力,中国运载火箭技术研究院将按照系列化发展的思路,在远征一号的基础上逐步构建多种类、多用途的上面级产品。
配图用一张半人马座是自黑么
坐等好消息~
chinayx 发表于 2015-3-30 10:17
配图用一张半人马座是自黑么
被发现了。。。 没找到原图
chinayx 发表于 2015-3-30 10:17
配图用一张半人马座是自黑么

确实,不过常温上面级而已。比半人马座还差得老远呢,而且这次的试验星就几个月寿命,看来信心还是不足
cjdam2003A 发表于 2015-3-30 11:19
确实,不过常温上面级而已。比半人马座还差得老远呢,而且这次的试验星就几个月寿命,看来信心还是不足
哥们想象力真是丰富

base_back 发表于 2015-3-30 11:57
哥们想象力真是丰富


那你指出它的错误吧。
半人马座是液氢液氧,我们的远征1号用的是偏二甲肼+四氧化二氮,从理论上讲,获得同样的速度增量,由于比冲高,所以液氢液氧的重量比常温的小。即同样的一枚火箭,用液氢液氧太空摆渡车式的上面级,纯卫星的运力会大一点。
这是液氢液氧上面级的优势。
液氢液氧在技术上比偏二甲肼+四氧化二氮难处理。偏二甲肼和四氧化二氮在室温就是液态,好加注且没有保温层,容易提高质量比;液氢液氧除了低温外,液氢有个“蒸发”问题,时间长了会形成很多不能用做火箭燃料的氢。要不是那个一日5%液氢蒸发率,长征9号也不会只有35吨的奔月运载质量了。

导航卫星的问题,我不了解。
base_back 发表于 2015-3-30 11:57
哥们想象力真是丰富


那你指出它的错误吧。
半人马座是液氢液氧,我们的远征1号用的是偏二甲肼+四氧化二氮,从理论上讲,获得同样的速度增量,由于比冲高,所以液氢液氧的重量比常温的小。即同样的一枚火箭,用液氢液氧太空摆渡车式的上面级,纯卫星的运力会大一点。
这是液氢液氧上面级的优势。
液氢液氧在技术上比偏二甲肼+四氧化二氮难处理。偏二甲肼和四氧化二氮在室温就是液态,好加注且没有保温层,容易提高质量比;液氢液氧除了低温外,液氢有个“蒸发”问题,时间长了会形成很多不能用做火箭燃料的氢。要不是那个一日5%液氢蒸发率,长征9号也不会只有35吨的奔月运载质量了。

导航卫星的问题,我不了解。

黑火药 发表于 2015-3-30 12:25
那你指出它的错误吧。
半人马座是液氢液氧,我们的远征1号用的是偏二甲肼+四氧化二氮,从理论上讲,获得 ...


有本质不同,半人马上面级提供的是高速度增量,兼具二级的功能,在开始工作时连第一宇宙速度都达不到,使用半人马那样的上面级的前提是你火箭的助推级关机的时候速度要足够给力,这样氢氧级才能利用较低的推力运送大型的载荷,事实上宇宙神5火箭的助推级关机时速度甚至高达4-5KM/S,半人马叫多用途上面级

中国那种远征一号是安装在整流罩里的,算载荷,在开始工作时整体已经进入轨道,那玩意是纯正的上面级,提供较小的速度增量(1-2KM/S)来变轨,说白了你长征火箭现在的助推级不给力,导致氢氧级需要提供更多的速度增量,如果不用远征一号未必有现在这个运力,而且氢氧三级还得进行长时间滑行适应性改进才能用

对中国最好的方案就是加个变轨上面级,至于速度增量还是用现有的三级火箭提供,这样不用改动火箭,最省时省力
黑火药 发表于 2015-3-30 12:25
那你指出它的错误吧。
半人马座是液氢液氧,我们的远征1号用的是偏二甲肼+四氧化二氮,从理论上讲,获得 ...


有本质不同,半人马上面级提供的是高速度增量,兼具二级的功能,在开始工作时连第一宇宙速度都达不到,使用半人马那样的上面级的前提是你火箭的助推级关机的时候速度要足够给力,这样氢氧级才能利用较低的推力运送大型的载荷,事实上宇宙神5火箭的助推级关机时速度甚至高达4-5KM/S,半人马叫多用途上面级

中国那种远征一号是安装在整流罩里的,算载荷,在开始工作时整体已经进入轨道,那玩意是纯正的上面级,提供较小的速度增量(1-2KM/S)来变轨,说白了你长征火箭现在的助推级不给力,导致氢氧级需要提供更多的速度增量,如果不用远征一号未必有现在这个运力,而且氢氧三级还得进行长时间滑行适应性改进才能用

对中国最好的方案就是加个变轨上面级,至于速度增量还是用现有的三级火箭提供,这样不用改动火箭,最省时省力
base_back 发表于 2015-3-30 13:26
有本质不同,半人马上面级提供的是高速度增量,兼具二级的功能,在开始工作时连第一宇宙速度都达不到, ...
起飞级不给力是一回事,氢氧级本身指标也没办法跟半人马比,半人马干质比高达10+、比冲450s+,还能长时间滑行、多次点火。国产氢氧级要有这水平,高速任务也会提高很多,直入MEO、GEO都没问题。
base_back 发表于 2015-3-30 13:26
有本质不同,半人马上面级提供的是高速度增量,兼具二级的功能,在开始工作时连第一宇宙速度都达不到, ...

单从纸面数据的高大上来说,我们确实不如美帝,这得承认。
看到有人说远征是急就章,那远征是否就是为了北斗导航卫星而研制的(虽然它可以不单单用于北斗)?
单从纸面数据的高大上来说,我们确实不如美帝,这得承认。
看到有人说远征是急就章,那远征是否就是为 ...
远征还真是北斗的配套←_←
另外根据上面级发展规划,先进低温上面级还需要十年左右……
有本质不同,半人马上面级提供的是高速度增量,兼具二级的功能,在开始工作时连第一宇宙速度都达不到, ...
长征3乙二级关机速度也上五公里;长征5就不说了,接近七公里了……
楠宫萧vn 发表于 2015-3-30 14:05
远征还真是北斗的配套←_←
另外根据上面级发展规划,先进低温上面级还需要十年左右……

低温上面级的发动机是那个?还是膨胀循环的YF-75D?

话说,那个推力25吨的全流量分级的液氢机怎么样了?
楠宫萧vn 发表于 2015-3-30 14:07
长征3乙二级关机速度也上五公里;长征5就不说了,接近七公里了……
长3B4助推器,关机速度更高,但是别的呢?如果给长3 3级进行改进让其具备长时间滑行能力和发动机第三次点火能力,也能实现,但是着这么改干重更重,运力还得下降,为了高速任务就得减小载荷,送的不一定有现在用远征多,反而还改的乱七八糟,哪敢直接整流罩里塞一个远征完事,如果说远征是急就章,那俄罗斯急就章几十年了
黑火药 发表于 2015-3-30 14:17
低温上面级的发动机是那个?还是膨胀循环的YF-75D?

话说,那个推力25吨的全流量分级的液氢机怎么样 ...
目前为止没有类似半人马那种多用途上面级的计划
低温上面级的发动机是那个?还是膨胀循环的YF-75D?

话说,那个推力25吨的全流量分级的液氢机怎么样 ...
歼击风说过YF75D改了电火花点火,具备多次点火能力

论坛游侠 发表于 2015-3-30 13:56
起飞级不给力是一回事,氢氧级本身指标也没办法跟半人马比,半人马干质比高达10+、比冲450s+,还能长时间 ...


其实现有的氢氧3级指标,给发动机改进多次点火,也能直入GEO,只是会是比较小的载荷,没问题,并不是说不用远征就达不到那个速度,上面级想运力大助推级也很重要,比如D4 5米上面级 LEO 28吨,但是同样的上面级用到SLS上 LEO 70吨
论坛游侠 发表于 2015-3-30 13:56
起飞级不给力是一回事,氢氧级本身指标也没办法跟半人马比,半人马干质比高达10+、比冲450s+,还能长时间 ...


其实现有的氢氧3级指标,给发动机改进多次点火,也能直入GEO,只是会是比较小的载荷,没问题,并不是说不用远征就达不到那个速度,上面级想运力大助推级也很重要,比如D4 5米上面级 LEO 28吨,但是同样的上面级用到SLS上 LEO 70吨
目前为止没有类似半人马那种多用途上面级的计划
没有规划,有计划。上面级发展趋势中明确提到了时间表
长3B4助推器,关机速度更高,但是别的呢?如果给长3 3级进行改进让其具备长时间滑行能力和发动机第三次点 ...
毛子那是纬度太高,加之长时间没有实用的低温上面级。
天朝可没这些问题,在低温上面级上加常温上面级也算天朝的创造了←_←
楠宫萧vn 发表于 2015-3-30 14:26
毛子那是纬度太高,加之长时间没有实用的低温上面级。
天朝可没这些问题,在低温上面级上加常温上面级也 ...
中国可没有低温上面级,长3那个低温级不具备上面级的很多条件

远征1安在整流罩里严格说应该算是载荷,而不是火箭推进级
中国可没有低温上面级,长3那个低温级不具备上面级的很多条件

远征1安在整流罩里严格说应该算是载荷, ...
下面级以上的就是上面级,否则阿金纳也不算上面级了……
base_back 发表于 2015-3-30 13:26
有本质不同,半人马上面级提供的是高速度增量,兼具二级的功能,在开始工作时连第一宇宙速度都达不到, ...
说白了一句话,不就是长征前三级都不给力么?
cjdam2003A 发表于 2015-3-30 14:36
说白了一句话,不就是长征前三级都不给力么?
给力就不用四级半干人家两级半的活,载荷还轻一半了
cjdam2003A 发表于 2015-3-30 14:36
说白了一句话,不就是长征前三级都不给力么?
是除了CZ-3B,前二级都不给力
确定是今日,不是今年吗?
laibu88 发表于 2015-3-30 15:13
确定是今日,不是今年吗?
现在火箭都在加注燃料了
base_back 发表于 2015-3-30 14:29
中国可没有低温上面级,长3那个低温级不具备上面级的很多条件

远征1安在整流罩里严格说应该算是载荷, ...
上面级这个字眼就别抠了。
如果我们的低温上面级成熟可靠,用低温上面级当然好,最起码减少毒发加注时对工人的危害。
但现在不是时间紧嘛,赶快把北斗组网弄好,先上容易研制的。航天技术我们不如美帝是事实,不必找措辞,谁让我们对航天的投资只是它们的九牛一毛呢。
以后慢慢赶就是了。
base_back 发表于 2015-3-30 15:15
现在火箭都在加注燃料了
在哪里直播啊,给个地址啊。
大哥,

黑火药 发表于 2015-3-30 15:22
上面级这个字眼就别抠了。
如果我们的低温上面级成熟可靠,用低温上面级当然好,最起码减少毒发加注时对 ...


我们没有迫切的氢养上面级的研制需求,这是事实,而不是技不如人的推辞

ps 不太可能有直播
黑火药 发表于 2015-3-30 15:22
上面级这个字眼就别抠了。
如果我们的低温上面级成熟可靠,用低温上面级当然好,最起码减少毒发加注时对 ...


我们没有迫切的氢养上面级的研制需求,这是事实,而不是技不如人的推辞

ps 不太可能有直播
base_back 发表于 2015-3-30 15:27
我们没有迫切的氢养上面级的研制需求,这是事实,而不是技不如人的推辞

ps 不太可能有直播
那就等着看格式化新闻吧
说到上面级的燃料,有点搞不懂空间燃料热管理的东西,哪位有这方面的资料,能发个科普下或者发个搜索关键字我去找找?
半人马主要被用于作为第二级,不代表它只能作为第二级,作为纯上面级也是可以的,比如航天飞机用的半人马G
至于长征3,如果上面级给力的话,谁也不会想要加这个第四级上去
毛子那是因为动不动要多次点火外加数小时滑行,液氢蒸发不好控制,没办法
base_back 发表于 2015-3-30 14:23
其实现有的氢氧3级指标,给发动机改进多次点火,也能直入GEO,只是会是比较小的载荷,没问题,并不是说 ...
多次点火的地面试验已经做过了,但什么时候投入使用没下文。多次点火,氢氧级需要大幅提升滑行时间、以及电池的寿命,目前的低温推进剂在轨管理水平还差火候。
简单加大起飞级当然能提升运力,但火箭构型有最优质量分布配比,偏离以后效率下降。何况传统上起飞级受发动机数量限制,除非搞巨发,拿SLS来做例子是本末倒置。
SLS理论上有一级半入轨能力,直接做到LEO70吨都没有问题。加D4二级主要是增加高速任务能力,LEO任务提升并不明显,二级在LEO任务中只提供1300m/s的理论Dv,主要是避免巨大芯级入轨后的再入处理以及圆化轨道。
老火箭氢氧级不给力是一方面,加常温上面级方便多星部署,也有好处。特别是多星需要部署在不同轨道平面,氢氧级很难办到,3次点火也不行。
纸飞机 发表于 2015-3-30 15:46
半人马主要被用于作为第二级,不代表它只能作为第二级,作为纯上面级也是可以的,比如航天飞机用的半人马G
...
毛子再没办法,微风再不靠谱,那技术水平,那复杂度,还真不是远征可以比,远征说起来还真是简单得很
论坛游侠 发表于 2015-3-30 16:05
多次点火的地面试验已经做过了,但什么时候投入使用没下文。多次点火,氢氧级需要大幅提升滑行时间、以及 ...
对啊,我忘了,SLS有一级半LEO能力,抱歉
纸飞机 发表于 2015-3-30 15:46
半人马主要被用于作为第二级,不代表它只能作为第二级,作为纯上面级也是可以的,比如航天飞机用的半人马G
...
那你也达不到人家宇宙神的能力,你助推级没人家给力
base_back 发表于 2015-3-30 16:18
那你也达不到人家宇宙神的能力,你助推级没人家给力
比不过宇宙神5,但和宇宙神3比一下还是差不了太多的,比宇宙神2A可强多了
base_back 发表于 2015-3-30 15:15
现在火箭都在加注燃料了
几点开射啊,我好回去看电视
纸飞机 发表于 2015-3-30 16:31
比不过宇宙神5,但和宇宙神3比一下还是差不了太多的,比宇宙神2A可强多了
那你也比不上宇宙神3,宇宙神3光看技术指标并不低,但是要是单比运力长3B高于宇宙神3B 1吨