长征5号三次发射载人登月方案

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 06:51:21
       长征5号LTO能力是10吨,只需要3次就能实现载人登月,将登月舱分为上升段,和下降段,分别发射到环月轨道后对接成登月舱,第一次是发的是返回舱,第二次发的是下降段,第三次发的是上升段,登月人员居住在上升段舱,对接成功后,就可以减速下降在月球着陆了,登月任务完成后,登月人员进入上升段舱,然后点火飞离月球和返回舱对接。对接成功后利用返回舱返回地球。对比阿波罗登月,用了三次火箭,但是只多出了一次对接,少了一次分离。       长征5号LTO能力是10吨,只需要3次就能实现载人登月,将登月舱分为上升段,和下降段,分别发射到环月轨道后对接成登月舱,第一次是发的是返回舱,第二次发的是下降段,第三次发的是上升段,登月人员居住在上升段舱,对接成功后,就可以减速下降在月球着陆了,登月任务完成后,登月人员进入上升段舱,然后点火飞离月球和返回舱对接。对接成功后利用返回舱返回地球。对比阿波罗登月,用了三次火箭,但是只多出了一次对接,少了一次分离。
按一院在IAC2014论文中的数据,CZ5的LTO运力是8.2吨。
论坛游侠 发表于 2015-11-17 13:51
按一院在IAC2014论文中的数据,CZ5的LTO运力是8.2吨。
     阿波罗登月舱才15吨,就算8.2吨,加起来都16.4吨。完全够用了
tianthan 发表于 2015-11-17 13:55
阿波罗登月舱才15吨,就算8.2吨,加起来都16.4吨。完全够用了
你得考虑轨道。阿波罗任务中,LTO地月转移轨道质量45~47吨,进入LLO环月轨道环月轨道剩余质量约30吨。
CZ5是LTO运力8.2吨,不是LLO运力8.2吨。
论坛游侠 发表于 2015-11-17 13:58
你得考虑轨道。阿波罗任务中,LTO地月转移轨道质量45~47吨,进入LLO环月轨道环月轨道剩余质量约30吨。
C ...
        那可以增加一个变轨级和登月舱对接,多发射一次
tianthan 发表于 2015-11-17 14:09
那可以增加一个变轨级和登月舱对接,多发射一次
加一次发射也还是不够,LLO不到20吨。土星5的LTO能力相当于5、6发CZ5。
有人计算过用长五载人登月的话需要七次发射才行
CZ-5那个LTO8.2吨的数据有人讨论过感觉就是为了嫦娥五号特别设定的。。。(嫦娥五号8吨左右)
CZ-5的LTO差不多有10吨
三次发射载人登月的话需要两发长九和一发长五
论坛游侠 发表于 2015-11-17 14:12
加一次发射也还是不够,LLO不到20吨。土星5的LTO能力相当于5、6发CZ5。
       够了,又不是按阿波罗登月那样一次发个够,再简单说下我改进的方案,第一次发的是返回舱,直接到环月轨道,第二次和第三次发的是地月转移变轨级,在近地轨道对接成功后,第四次发的是载人的登月舱(包括下降和上升段和生活舱),也是在近地的变轨级对接,然后点火,直接到环月轨道,然后登月舱和变轨级分离后降落到月球。任务完成后,登月人员利用上升段和返回舱对接,进入返回舱后,点火返回地球。总共四次发射,两次近地对接,一次环月对接。
(1.35 MB, 下载次数: 40)2015-11-17 14:39 上传点击文件名下载附件
为了对接,还要发射至少2枚中继卫星吧。。
etisme 发表于 2015-11-17 15:18
为了对接,还要发射至少2枚中继卫星吧。。
登陆月球背面需要
够了,又不是按阿波罗登月那样一次发个够,再简单说下我改进的方案,第一次发的是返回舱,直接到 ...
自己算算速度增量就会发现不可能……
一个神舟级别的3吨级返回舱,进入以及脱离环月轨道需要两公里以上速度增量,发动机比冲按330秒算,飞船燃料重量就要超过15吨,总重量超过20吨,考虑到上面级在轨待机燃料蒸发的问题,长征5需要三次发射才勉强打的动。如果考虑近一星期飞行,加上二百来千克的生活舱,还有保证必要的安全性的人货分级发射,还要一次长征7……简单来说就是把一个类似联盟11K的飞船射到近月轨道呗(N1登月方案中联盟11K的近月制动是D上面级完成的)……
倒是登月舱没这么麻烦,合理分配一下重量,做成类似LK登月舱的模式,通过低能量转移轨道两三次发射也足够了;如果非要快速转移,七次勉强……
长征5四次发射完成登月只有一个方法,山寨NASA深空载人航天的路线3呗←_←弄个地月拉格朗日点空间站,一发长征7加一到两发长征5(看转移级具体设计,保险的液氧煤油三次,冒险一些上加大的长征5二级充当地月转移级两次差不多)把飞船打过去,走低能量转移轨道两到三次把登月舱射到EML1/2,然后整体电推进入高环月轨道……
tianthan 发表于 2015-11-17 14:38
够了,又不是按阿波罗登月那样一次发个够,再简单说下我改进的方案,第一次发的是返回舱,直接到 ...
下结论前,先考虑一下进出月球轨道所需速度增量1000m/s满足的情况下,载荷还能剩多少。而这个质量是否能支持最低限度要求。
按你这个方案,勉强完成单人1、2天的月球任务。

tianthan 发表于 2015-11-17 13:55
阿波罗登月舱才15吨,就算8.2吨,加起来都16.4吨。完全够用了


阿波罗的登月组合体总重46吨。登月舱重约16吨,飞船重30吨。

大头并不在登月舱上。三发长5最多只能给LTO送入25~27吨的东西,和阿波罗还差得远。
tianthan 发表于 2015-11-17 13:55
阿波罗登月舱才15吨,就算8.2吨,加起来都16.4吨。完全够用了


阿波罗的登月组合体总重46吨。登月舱重约16吨,飞船重30吨。

大头并不在登月舱上。三发长5最多只能给LTO送入25~27吨的东西,和阿波罗还差得远。
楠宫萧vn 发表于 2015-11-17 16:11
自己算算速度增量就会发现不可能……
一个神舟级别的3吨级返回舱,进入以及脱离环月轨道需要两公里以上 ...
如果CZ5的LTO能力能做到10吨以上,或许可以考虑打2、3发在EML1/2建个小型站。
在神舟基础上增大资源舱推进剂加注量,10吨级飞船达到800m/s以上的Dv能力差不多就够用,凑合可以支持2人16天深空任务自持力。

tianthan 发表于 2015-11-17 14:38
够了,又不是按阿波罗登月那样一次发个够,再简单说下我改进的方案,第一次发的是返回舱,直接到 ...


第一发返回舱直接送入LLO的话,那这个返回舱大小也就5吨左右(包含返回燃料),太小了。对比下,阿波罗返回时是约20吨的重量。即使更小的苏联登月方案,负责返回的联盟11k也有11吨重。区区5吨的返回舱要怎么把宇航员送回地球。。。

然后第二第三发变轨级也就只能把登月舱送到LTO,要减速进入LLO,还得登月舱自己减速,那登月舱的燃料又不够用。

最后还有一个致命问题是,你这个方案宇航员并没有处于一个可以直接返回地球的飞行器上,一旦对接失败,宇航员就彻底回不来了。风险太大。
tianthan 发表于 2015-11-17 14:38
够了,又不是按阿波罗登月那样一次发个够,再简单说下我改进的方案,第一次发的是返回舱,直接到 ...


第一发返回舱直接送入LLO的话,那这个返回舱大小也就5吨左右(包含返回燃料),太小了。对比下,阿波罗返回时是约20吨的重量。即使更小的苏联登月方案,负责返回的联盟11k也有11吨重。区区5吨的返回舱要怎么把宇航员送回地球。。。

然后第二第三发变轨级也就只能把登月舱送到LTO,要减速进入LLO,还得登月舱自己减速,那登月舱的燃料又不够用。

最后还有一个致命问题是,你这个方案宇航员并没有处于一个可以直接返回地球的飞行器上,一旦对接失败,宇航员就彻底回不来了。风险太大。
楠宫萧vn 发表于 2015-11-17 16:11
自己算算速度增量就会发现不可能……
一个神舟级别的3吨级返回舱,进入以及脱离环月轨道需要两公里以上 ...
进入并脱离LLO消耗的燃料没那么夸张,阿波罗46吨登月组合体,进入并脱离LLO全靠服务舱那18吨燃料。
论坛游侠 发表于 2015-11-17 16:29
如果CZ5的LTO能力能做到10吨以上,或许可以考虑打2、3发在EML1/2建个小型站。
在神舟基础上增大资源舱推 ...

未来上面级优化优化应该还是能做到10吨以上的LTO的。现在的上面级参数有点难看,估计是为了首发求稳妥。
dsandy1 发表于 2015-11-17 16:42
未来上面级优化优化应该还是能做到10吨以上的LTO的。现在的上面级参数有点难看,估计是为了首发求稳妥 ...
提升30%运力,这基本得重新设计一款新氢氧二级才行。
现在的二级设计比较粗放,承力仪器舱段、没有共底、杆架式发动机架,都不是追求减重优先的设计。
论坛游侠 发表于 2015-11-17 16:46
提升30%运力,这基本得重新设计一款新氢氧二级才行。
现在的二级设计比较粗放,承力仪器舱段、没有共底 ...

就算用长3乙的三级改改,也比现在长5的二级参数好看吧。

我觉得现在的二级只是打个基础,性能优化并不是重点,首飞成功后再慢慢把各种优化一项项加上去。毕竟长3家族的上面级也没这么难看,说明目前的二级搞成这个样子并不是最终形态。
阿波罗的登月组合体总重46吨。登月舱重约16吨,飞船重30吨。

大头并不在登月舱上。三发长5最多只能 ...
阿波罗登月集中在月球赤道附近,倾角不大,进出LLO各需750米左右速度增量,比全月着陆需要高倾角轨道的近一公里速度增量低多了
有人计算过用长五载人登月的话需要七次发射才行
CZ-5那个LTO8.2吨的数据有人讨论过感觉就是为了嫦娥五号特 ...
长征5的LTO载荷很可能就在8吨多,嫦娥五号的轨道甚至不是月球极轨,这也极大限制了嫦娥五号的着陆区域,如果载荷有结余早和嫦娥三号一样进月球极轨了←_←
楠宫萧vn 发表于 2015-11-17 17:14
阿波罗登月集中在月球赤道附近,倾角不大,进出LLO各需750米左右速度增量,比全月着陆需要高倾角轨道的近 ...
就算从750增加到1000,也不至于燃料增加到5:1的夸张比例吧。
如果CZ5的LTO能力能做到10吨以上,或许可以考虑打2、3发在EML1/2建个小型站。
在神舟基础上增大资源舱推 ...
8吨也够用,射个天宫1/2当核心舱用,在天舟的开放式货舱里塞个双接口节点舱(类似洛马朱比诺货运飞船改的60天级深空生活舱),空载打过去(反正也不需要多少燃料,也可以挂一些惰性气体罐子给电推用),节点舱后部对接一个8吨的电推模块……

dsandy1 发表于 2015-11-17 17:26
就算从750增加到1000,也不至于燃料增加到5:1的夸张比例吧。


哪有5:1,是3:1。三吨返回舱,两吨服务舱结构重量,15吨燃料……
服务舱干质比按非常理想的10一级算的,这才发现四舍五入的过火了都接近12了-_-||另外即使10一级干质比也太精神了,还有大量维生系统和电子系统的重量呢……
简而言之就是不会低于20吨,类比一个带上面级近月制动的联盟11K就得了……
dsandy1 发表于 2015-11-17 17:26
就算从750增加到1000,也不至于燃料增加到5:1的夸张比例吧。


哪有5:1,是3:1。三吨返回舱,两吨服务舱结构重量,15吨燃料……
服务舱干质比按非常理想的10一级算的,这才发现四舍五入的过火了都接近12了-_-||另外即使10一级干质比也太精神了,还有大量维生系统和电子系统的重量呢……
简而言之就是不会低于20吨,类比一个带上面级近月制动的联盟11K就得了……
☆温内图☆ 发表于 2015-11-17 14:26
三次发射载人登月的话需要两发长九和一发长五
顶多一发长九,一发长五,你这个要登陆小行星?
长征九号 发表于 2015-11-17 17:58
顶多一发长九,一发长五,你这个要登陆小行星?
我在10楼里贴了一篇论文 里面有讨论 我国不到低于三次发射载人登月
顶多一发长九,一发长五,你这个要登陆小行星?
一发长9一发长5对火箭研制要求偏高,虽然是可靠性最高的,但是综合下来不如三次发射
这种方案 成功几率太低
tianthan 发表于 2015-11-17 14:38
够了,又不是按阿波罗登月那样一次发个够,再简单说下我改进的方案,第一次发的是返回舱,直接到 ...
第四次发射时,如果末级火箭故障,人打算怎么办?
dsandy1 发表于 2015-11-17 17:10
就算用长3乙的三级改改,也比现在长5的二级参数好看吧。

我觉得现在的二级只是打个基础,性能优化并 ...
没法用CZ3B的3米氢氧级,这个模块载荷极限也就7、8吨,换了这个GTO指标就没法实现,LTO也没法提高。
另外,CZ5的二级基本定型,以后的优化主要也是在可靠性上下工夫,工艺改进减重不会有太多效果。全寿命合计100kg左右就不错了。CZ5目前的二级设计基本可以肯定是一款追求通用化和可靠性的设计,尽可能降低成本,性能指标低。之前指出的那些点都是核心设计,不是优化的问题,采用任何一项都是伤筋动骨推到重来的节奏,尤其是共底。如果将来对CZ5深空能力有更高要求,需要重新设计一款二级。
PS:长三的3米径上面级从目前的角度看,也只能算能用,指标也不高。不过这已经是国内八九十年代技术极限的结晶,现在暂时还超越不了。
楠宫萧vn 发表于 2015-11-17 17:26
8吨也够用,射个天宫1/2当核心舱用,在天舟的开放式货舱里塞个双接口节点舱(类似洛马朱比诺货运飞船改的 ...
瓶颈不在站点建设或登月舱,多分几次没问题,关键是能否一次直射载人飞船。以神舟为基础,增大加注量搞一款Dv800m/s左右的,才能妥善往返。现在的神舟只能单程。
自由狼-台风 发表于 2015-11-18 02:24
第四次发射时,如果末级火箭故障,人打算怎么办?
      只要平安将人发射到太空,就算火箭全故障,不论故障发生在哪里,只要在地球或月球轨道都可以再派飞船接回来,做个备案准备一个随便能发射的火箭和飞船就行了。最危险只会发生上升和降落阶段
论坛游侠 发表于 2015-11-18 07:28
瓶颈不在站点建设或登月舱,多分几次没问题,关键是能否一次直射载人飞船。以神舟为基础,增大加注量搞一 ...
现在神舟的700米每秒速度增量也差不多够了
tianthan 发表于 2015-11-18 07:31
只要平安将人发射到太空,就算火箭全故障,不论故障发生在哪里,只要在地球或月球轨道都可以再派飞 ...
发生阿波罗13那种事故对接失败就是死,更不要提点火失败或者点火错误进入错误轨道了……
上面那篇论文你最好下载下来看看
楠宫萧vn 发表于 2015-11-18 08:36
现在神舟的700米每秒速度增量也差不多够了
神舟的Dv只有300~400m/s,推进剂加注量约1吨。。。
☆温内图☆ 发表于 2015-11-17 18:32
我在10楼里贴了一篇论文 里面有讨论 我国不到低于三次发射载人登月
长五增强版三至四发登月差不多,如果是两发长九加上一发长五,那近地载荷225吨,月球轨道载荷最低也是80余吨,没有必要
楠宫萧vn 发表于 2015-11-17 20:01
一发长9一发长5对火箭研制要求偏高,虽然是可靠性最高的,但是综合下来不如三次发射
是三发长五还是两发长九加一发长五啊?三四发长五是目前比较好的。
长征九号 发表于 2015-11-18 10:49
长五增强版三至四发登月差不多,如果是两发长九加上一发长五,那近地载荷225吨,月球轨道载荷最低也是80 ...
LTO合计约75吨,LLO质量不到50吨,猴版星座计划。这个规模是4人多天登月考虑的,可能包括短期驻月需求。