我国火箭一级部段将可重复使用

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 13:39:21


http://mp.weixin.qq.com/s?__biz= ... ksvGcgypVbH9zDWI#rd 

北京时间12月22日9时29分,美国太空探索公司(SpaceX)成功发射新型火箭Falcon 9 FT,并在发射10分钟后非常完美地回收了一级火箭,这在人类太空史上尚属首次。

  很多人为人类航天的进步而欢欣鼓舞,同时他们也都很关心,中国的火箭又是什么情况呢?

小编从一院研发中心了解到,一院作为中国最大的火箭研制单位,也一直致力于回收技术的研究。

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△研发中心进行运载火箭子级回收群伞空投试验

11月下旬,一院研发中心成功完成了运载火箭子级回收群伞空投试验,这标志着我国运载火箭在部段回收技术上取得了新的进展,离实现可重复使用又近了一步。

  研发中心试验人员汪小卫介绍说:“这次空投试验考核了群伞系统出伞、展开至稳降的工作过程,获得了稳降速度、着陆过载等相关参数,验证了群伞技术用于火箭子级回收的可行性。下一步,我们还将进行更大规模的空投试验,为最终飞行试验的成功奠定基础。”

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△研发中心进行运载火箭子级回收群伞空投试验

火箭回收的方式有哪些?

汪小卫介绍:“火箭的回收方式一般有3种:降落伞式、垂直降落式以及给火箭安装‘翅膀’的方式。”

SpaceX公司采用的是第二种,也就是垂直降落回收的方式。一院研发中心刚刚完成的运载火箭子级回收群伞空投试验,则采用第一种降落伞式。

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△研发中心进行运载火箭子级回收群伞空投试验

为何首先研究芯一级回收?

  汪小卫说:“火箭芯一级在未进入太空前分离,相对其它部段的回收,当前其技术实现性强,芯级回收技术作为一项通用性技术,后续还可以推广到其它型号中去。”

  未来,火箭的芯一级还将增加“返航”设计,通过携带供自身返回的燃料,自主飞回预定区域,以备重复利用,从而降低运载火箭的发射成本。

PS:我们走的是另一个路线,如果成功将不会有spacex巨大运力损失的问题,而且可以看到已经开始进行实际试验,现在火箭回收有spacex为代表的芯级推进回收,ULA为代表的发动机伞降回收,还有中国研究的芯级伞降回收,其中后两者没有严重运力损失的问题,如果搞成那可真是百益而无一害

不是没料,只是我们低调





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北京时间12月22日9时29分,美国太空探索公司(SpaceX)成功发射新型火箭Falcon 9 FT,并在发射10分钟后非常完美地回收了一级火箭,这在人类太空史上尚属首次。

  很多人为人类航天的进步而欢欣鼓舞,同时他们也都很关心,中国的火箭又是什么情况呢?

小编从一院研发中心了解到,一院作为中国最大的火箭研制单位,也一直致力于回收技术的研究。

640.jpg
△研发中心进行运载火箭子级回收群伞空投试验

11月下旬,一院研发中心成功完成了运载火箭子级回收群伞空投试验,这标志着我国运载火箭在部段回收技术上取得了新的进展,离实现可重复使用又近了一步。

  研发中心试验人员汪小卫介绍说:“这次空投试验考核了群伞系统出伞、展开至稳降的工作过程,获得了稳降速度、着陆过载等相关参数,验证了群伞技术用于火箭子级回收的可行性。下一步,我们还将进行更大规模的空投试验,为最终飞行试验的成功奠定基础。”

6401.jpg
△研发中心进行运载火箭子级回收群伞空投试验

火箭回收的方式有哪些?

汪小卫介绍:“火箭的回收方式一般有3种:降落伞式、垂直降落式以及给火箭安装‘翅膀’的方式。”

SpaceX公司采用的是第二种,也就是垂直降落回收的方式。一院研发中心刚刚完成的运载火箭子级回收群伞空投试验,则采用第一种降落伞式。

6402.jpg
△研发中心进行运载火箭子级回收群伞空投试验

为何首先研究芯一级回收?

  汪小卫说:“火箭芯一级在未进入太空前分离,相对其它部段的回收,当前其技术实现性强,芯级回收技术作为一项通用性技术,后续还可以推广到其它型号中去。”

  未来,火箭的芯一级还将增加“返航”设计,通过携带供自身返回的燃料,自主飞回预定区域,以备重复利用,从而降低运载火箭的发射成本。

PS:我们走的是另一个路线,如果成功将不会有spacex巨大运力损失的问题,而且可以看到已经开始进行实际试验,现在火箭回收有spacex为代表的芯级推进回收,ULA为代表的发动机伞降回收,还有中国研究的芯级伞降回收,其中后两者没有严重运力损失的问题,如果搞成那可真是百益而无一害

不是没料,只是我们低调



比起常规运载火箭的一级回收。
我更关心国内二级入轨运载器的进展和情况。
老兄给大家介绍一下。看看世界范围内航天国家队之间真正在可重复使用航天器的研发努力吧。
希望能成功,这下有技术,又有立场。看谁反对新技术
“后两者没有严重运力损失的问题”

伞降的额外重量,特别是伞降整个箭体,恐怕不是那么容易忽略的

开伞之前,ULA的方案是用防热罩减速,土共的方案恐怕还是要反推,这也要损失运力

着地的时候,怎么才能保证箭体完整性?反推?这也可能损失运力

总之我对土共方案也只是谨慎乐观
门卫大爷 发表于 2015-12-26 00:35
“后两者没有严重运力损失的问题”

伞降的额外重量,特别是伞降整个箭体,恐怕不是那么容易忽略的
由于不用剩余燃料来返回,所以损失的运力基本可以忽略不计,那些伞几百公斤撑死了

不过中国火箭有一个优势,一级分离高度不高

我只想问,假如一个领导拍板,下面这颗卫星就用二手火箭射!

如果失败了,哪怕各向检测无异常,各个操作流程无错误,这位领导是不是还是要背锅?
好小
用真正的火箭加上载荷试试,像space X那样
用真正的火箭加上载荷试试,像space X那样
spx用亲自品尝的经验告诉大家,为了回收的燃料牺牲运力这坨屎不好吃~
hase_back 发表于 2015-12-26 00:49
由于不用剩余燃料来返回,所以损失的运力基本可以忽略不计,那些伞几百公斤撑死了

不过中国火箭有一个 ...
美帝航天飞机的固体燃料助推器的伞都上吨重了
干爹大腿Ki摸鸡 发表于 2015-12-26 01:08
spx用亲自品尝的经验告诉大家,为了回收的燃料牺牲运力这坨屎不好吃~
我说的是像SPCACE x那样用真正的火箭,以及加上载荷。而不是拿一个这么小的东西
干爹大腿Ki摸鸡 发表于 2015-12-26 01:08
spx用亲自品尝的经验告诉大家,为了回收的燃料牺牲运力这坨屎不好吃~
还有,呵呵,“spx用亲自品尝的经验告诉大家,为了回收的燃料牺牲运力这坨屎不好吃~”,怎么不好吃了,你吃了?这话说出来,问一下你的嘴,是不是一股股酸味
Ilovem24 发表于 2015-12-26 00:49
我只想问,假如一个领导拍板,下面这颗卫星就用二手火箭射!

如果失败了,哪怕各向检测无异常,各个操作 ...
我只想问,如果一切都有规定程序,各向检测无异常,各个操作流程无错误,领导就是图章,为什么还需要拍板?
干爹大腿Ki摸鸡 发表于 2015-12-26 01:08
spx用亲自品尝的经验告诉大家,为了回收的燃料牺牲运力这坨屎不好吃~
应该这么说——

SpaceX因为没有系列火箭,假如凑不成一箭多星,就只能浪费运力

反正都要浪费了,不如试试回收

有系列火箭的还能控制好生产成本的,自然没有那么强的动力去搞回收复用
门卫大爷 发表于 2015-12-26 01:09
美帝航天飞机的固体燃料助推器的伞都上吨重了
航天飞机火箭的助推器将近50米,我们长征系列运载火箭都是20多米,顶多30多米(长5),而且航天飞机助推器是钢的,本身就重于我们长征火箭一级很多,因为我们不但体积更小,而且还是铝的
火箭发动机要重复利用的话,回收只是很初级的部分,关键是回收后能不能有足够高的可靠性能被重复利用。正因为原来火箭发动机一般都是一次性的,而且工作时间很短,而飞机发动机都要重复工作,保证尽量久的大修时间所以我国的航发制造才那么难
门卫大爷 发表于 2015-12-26 01:12
我只想问,如果一切都有规定程序,各向检测无异常,各个操作流程无错误,领导就是图章,为什么还需要拍板 ...
很简单,因为你无法用程序规定哪颗卫星就可以用二手火箭发射,哪颗不能

而且现在问题是,就是你不拍板,一切按程序来,出了问题还是要背锅
支持J8 发表于 2015-12-25 23:48
比起常规运载火箭的一级回收。
我更关心国内二级入轨运载器的进展和情况。
老兄给大家介绍一下。看看世界 ...
二级的RLV(可重复使用运载火箭)恐怕得全氢氧级,靠高比冲来抵消低干质比的影响。
飞机加满油就能飞,除了发动机可靠,结构质量在起飞重量占的比例高也是一重要因素,设计时就皮实,一般不用担心飞着飞着翅膀断了。
氢氧火箭的一级由于保温的要求,干质比本身就低,一般在7-8左右。这样干重就占一级起飞重量的大约13%,而运输机结构质量所占比例大约为25%,如果把保温措施和结构质量相结合,设计出在返回后经过一段时间(2-3周)检修再发射的重复使用运载器,应该是可行的。

而且,用氢氧发动机没有积碳的困扰,检修时可以少一个步骤。另外,实际工程中只有氢氧发动机的海平面比冲能做到360秒以上。
为了降低发动机的研制、检修难度,采用室压比较低的燃气发生器循环。室压低,整个系统环境就低,有利于提高发动机的可靠性和推重比。

要是有条件,现在可以先一台YF-77和一台YF-75做缩比模型,以验证其可靠性和经济性。
登月用的YF-220可以进行海平面优化,作为一级的动力。
这是气球吧

Ilovem24 发表于 2015-12-26 01:51
很简单,因为你无法用程序规定哪颗卫星就可以用二手火箭发射,哪颗不能

而且现在问题是,就是你不拍板 ...


要你这样说,杨利伟就不用上天了。以前中国从没有的事——把人送上太空,万一老杨烈士了,拍板领导怎么办?
事先按程序检查没事,然后发射不成功,中国航天不是没有,也没见谁丢了职位或下了监狱的。

即便为了稳妥起见,把这枚二手火箭按新火箭对待不就行了,打模拟载荷。

“一切按程序来,出了问题还是要背锅”。来,给举个航天方面的例子来?让我等在独裁、专治下的屁民也看看领导是怎么倒霉的。
Ilovem24 发表于 2015-12-26 01:51
很简单,因为你无法用程序规定哪颗卫星就可以用二手火箭发射,哪颗不能

而且现在问题是,就是你不拍板 ...


要你这样说,杨利伟就不用上天了。以前中国从没有的事——把人送上太空,万一老杨烈士了,拍板领导怎么办?
事先按程序检查没事,然后发射不成功,中国航天不是没有,也没见谁丢了职位或下了监狱的。

即便为了稳妥起见,把这枚二手火箭按新火箭对待不就行了,打模拟载荷。

“一切按程序来,出了问题还是要背锅”。来,给举个航天方面的例子来?让我等在独裁、专治下的屁民也看看领导是怎么倒霉的。
hase_back 发表于 2015-12-26 00:49
由于不用剩余燃料来返回,所以损失的运力基本可以忽略不计,那些伞几百公斤撑死了

不过中国火箭有一个 ...
一级分离高度越高,返回回收的收益才会越大。 你说的中国火箭的这个一级分离高度不高,其实是个很大的劣势。
这………………用残余液氢冲个气球回收么??(看上去只回收了液机部分)
很简单,因为你无法用程序规定哪颗卫星就可以用二手火箭发射,哪颗不能

而且现在问题是,就是你不拍板 ...
你知道啥叫refurbished么?

回收的火箭要经过全面检验才能复用。经过检验的就被认为是合格的,就被认为技术上等同于新的出厂的,只是经济上价格低一截

哪个部分出问题爆炸了就是给那个部分质量担保的人的责任
这东西,严重不看好。先不说再入段高空怎么应对。就说开伞后的事 ,对恶劣天气适应性上,伞翼还勉强好点,群伞,呵呵,回收场不知道得多大。这次猎鹰9可是在22m/s的风速下回收到一个点上。想想就知道,这个就是幼儿园的水平
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spx用亲自品尝的经验告诉大家,为了回收的燃料牺牲运力这坨屎
是中国火箭本来就难看的干质比,导致想吃都没法吃
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航天飞机火箭的助推器将近50米,我们长征系列运载火箭都是20
落地的抗冲击性能就更加差,发动机也一样。ula的方案都只敢在空中捞发动机,我倒想看看这群伞怎么解决触地这一下,特别是大风天
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还想到一点,这办法就没法回到发射场区域,也就是说只能在原来一级落区下方回收,别的不说,箭体运输各方面的麻烦折腾,费用人力时间等等就多了一大截。对发射场适应性也会非常差,更不用说对天气的高要求了。这方案基本就是给自己找不自在的,估计最后的结果也就是玩玩,然后无疾而终
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hase_back 发表于 2015-12-26 00:49
由于不用剩余燃料来返回,所以损失的运力基本可以忽略不计,那些伞几百公斤撑死了

不过中国火箭有一个 ...
航天飞机的助推器,每个发射重量59吨,返回的重量是9.1吨,主伞的引导伞的重量就有540公斤,三个主减速伞,每个的重量是990公斤,直径41米,光减速伞就占了3.5吨的重量。 Falcon9的第一级的干重是23-25吨,用减速伞返回几乎不可能,减速伞会太大太重。
参考美国航天飞机2根助推器的回收。好像液氧煤油机大都可以回收。

y0079 发表于 2015-12-26 09:32
参考美国航天飞机2根助推器的回收。好像液氧煤油机大都可以回收。


你用美国航天飞机做例子,只能说明钢壳固体火箭可以用伞降加海水缓冲的方式可回收,不过就这样,海水的巨大冲击力也还是经常导致回收的固推裙部损坏。至于液氧煤油机,说实话,从来没有过掉海里回收的试验,伞降掉地上也同样没试过,考虑到它远比钢壳固推脆弱复杂的管路结构,不看好。其实看ULA的发动机伞降回收方案就知道,它也没有掉地上的信心,准备在空中捞,呵呵,不过那难度也够大的,同样不看好
y0079 发表于 2015-12-26 09:32
参考美国航天飞机2根助推器的回收。好像液氧煤油机大都可以回收。


你用美国航天飞机做例子,只能说明钢壳固体火箭可以用伞降加海水缓冲的方式可回收,不过就这样,海水的巨大冲击力也还是经常导致回收的固推裙部损坏。至于液氧煤油机,说实话,从来没有过掉海里回收的试验,伞降掉地上也同样没试过,考虑到它远比钢壳固推脆弱复杂的管路结构,不看好。其实看ULA的发动机伞降回收方案就知道,它也没有掉地上的信心,准备在空中捞,呵呵,不过那难度也够大的,同样不看好
用降落伞如何实现定点返回?还是得发动机工作。既然发动机少不了,还不如全程使用发动机呢。简洁是工程可靠性的保证。
感觉ULA那个方案就是刷PPT的……
空中动对动,其中一个还是无控的,光直升机下洗气流影响就够吃一壶了吧

关键还是现有火箭结构太不经摔,稍微硬一点的着陆就没法玩

1771964382 发表于 2015-12-26 01:09
我说的是像SPCACE x那样用真正的火箭,以及加上载荷。而不是拿一个这么小的东西
这是前期验证测试阶段 ,后期才会实际飞行测试
茫茫人海 发表于 2015-12-26 09:31
航天飞机的助推器,每个发射重量59吨,返回的重量是9.1吨,主伞的引导伞的重量就有540公斤,三个主减速伞 ...
你知道你在说什么吗?航天飞机一个助推器才59吨?

我告诉你航天飞机每个助推器,589吨,其中燃料498吨,剩余质量91吨,你这完全是少个0

航天飞机助推器由于太重,只能下落砸在海里

而我们的长征火箭不过20几顿而已,对于20几吨伞降空军仅有丰富经验可以借鉴
无心骑士FT 发表于 2015-12-26 09:40
你用美国航天飞机做例子,只能说明钢壳固体火箭可以用伞降加海水缓冲的方式可回收,不过就这样,海水的 ...
等成了之后我看你怎么说
养猫专家 发表于 2015-12-26 10:01
用降落伞如何实现定点返回?还是得发动机工作。既然发动机少不了,还不如全程使用发动机呢。简洁是工程可靠 ...
根本就不返回,而是直接弹道着陆
cjdam2001_ 发表于 2015-12-26 05:49
落地的抗冲击性能就更加差,发动机也一样。ula的方案都只敢在空中捞发动机,我倒想看看这群伞怎么解决触 ...
科研人员比你聪明太多
茫茫人海 发表于 2015-12-26 04:14
一级分离高度越高,返回回收的收益才会越大。 你说的中国火箭的这个一级分离高度不高,其实是个很大的劣 ...
高度越高回收对运力损失越大,回收难度越大,但回收价值却和高度低是一样的,你正好说反了
Ilovem24 发表于 2015-12-26 00:49
我只想问,假如一个领导拍板,下面这颗卫星就用二手火箭射!

如果失败了,哪怕各向检测无异常,各个操作 ...
二手火箭可以先发试验性质的项目。任何类型的火箭也都要经过试验。
这是前期验证测试阶段 ,后期才会实际飞行测试
看你那标题,,激动的,我还以为差不多做完这一步了