求教：单级入轨的优势是什么？

来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/25 23:34:30
刚刚看帖子说长5基本型和B型发射重量一样，一级半入轨的近地载荷22吨，两级半入轨的载荷32吨，是不是单级入轨的成本比较低，所以才发展了一级半构型？单级入轨是不是发展趋势？而且第一次在帖子里看到长5有32吨的说法，以前最多就25吨，有木有官方出处？刚刚看帖子说长5基本型和B型发射重量一样，一级半入轨的近地载荷22吨，两级半入轨的载荷32吨，是不是单级入轨的成本比较低，所以才发展了一级半构型？单级入轨是不是发展趋势？而且第一次在帖子里看到长5有32吨的说法，以前最多就25吨，有木有官方出处？
比如说二级半的长5得二级用了两台发动机（小白，猜的，就是个比拟），以后我们有了100吨级的液氢发动机，一级半入轨载荷32吨，发射成本是不是比二级半的长5要便宜？
32T估计是理论运力，另外单级入轨主要是方便复用


一级半构型无需空中点火
固有可靠性高


一级半构型无需空中点火
固有可靠性高

cc5764159 发表于 2016-6-14 23:47
比如说二级半的长5得二级用了两台发动机（小白，猜的，就是个比拟），以后我们有了100吨级的液氢发动机，一 ...


长征5号现在有两个亚型号：一级半的长征5B，二级半的长征5号（原来的长征5E）。

单级入轨的成本一般来说确实低，只要一级的发动机就行了，省了二级发动机的钱，但是单级入轨要求火箭要有很高的干质比，现在的运载火箭还没有这样高的干质比。
单级入轨是一个发展趋势，但不是唯一的趋势。未来火箭在保证可靠性的基础上还是向回收复用上发展，单级入轨的回收复用是否比其它回收复用更好，还要看实际情况。

长征5号系列选用一级半打低轨道主要是不用高空点火，在起飞时所有发动机都已经成功点火了，这样在设计上避免了一次容易出故障的工况，增加了火箭的可靠性。低轨道25吨运力就是一级半版本。
长征5号系列的二级半要是打低轨道，运力有32吨，这个是龙乐豪在其论文《我国载人登月技术途径探讨》中明确指出的。

《我国载人登月技术途径探讨》网址：http://www.docin.com/p-1300611644.html
cc5764159 发表于 2016-6-14 23:47
比如说二级半的长5得二级用了两台发动机（小白，猜的，就是个比拟），以后我们有了100吨级的液氢发动机，一 ...


长征5号现在有两个亚型号：一级半的长征5B，二级半的长征5号（原来的长征5E）。

单级入轨的成本一般来说确实低，只要一级的发动机就行了，省了二级发动机的钱，但是单级入轨要求火箭要有很高的干质比，现在的运载火箭还没有这样高的干质比。
单级入轨是一个发展趋势，但不是唯一的趋势。未来火箭在保证可靠性的基础上还是向回收复用上发展，单级入轨的回收复用是否比其它回收复用更好，还要看实际情况。

长征5号系列选用一级半打低轨道主要是不用高空点火，在起飞时所有发动机都已经成功点火了，这样在设计上避免了一次容易出故障的工况，增加了火箭的可靠性。低轨道25吨运力就是一级半版本。
长征5号系列的二级半要是打低轨道，运力有32吨，这个是龙乐豪在其论文《我国载人登月技术途径探讨》中明确指出的。

《我国载人登月技术途径探讨》网址：http://www.docin.com/p-1300611644.html

cc5764159 发表于 2016-6-14 23:47
比如说二级半的长5得二级用了两台发动机（小白，猜的，就是个比拟），以后我们有了100吨级的液氢发动机，一 ...


一级半的长5能不能打32吨和长征5号的芯级用多大推力的发动机没直接关系。长征5号系列的芯级都是两台YF-77，总的海平面推力约100吨。

欧洲的阿丽亚娜5火箭，芯一级是1台火神2氢氧发动机，推力约115吨，其近地最大运力约20吨（国际空间站轨道）。
日本的H2B火箭，芯一级是2台LE-7A氢氧发动机，总推力约220吨，其近地最大运力约16.5吨（国际空间站轨道）。

在太空轨道的核心是速度，有多少载荷的运力，就是看能为这个载荷提供多少的速度增量。
计算速度增量的公式就是齐奥尔科夫斯基公式
V=v0ln(m0/mk)
式中V为速度增量，v0为喷流相对火箭的速度，就是发动机比冲，m0和mk分别为发动机工作开始和结束时的火箭质量，它们的比m0/mk就是质量比。ln是自然对数函数的符号。

可以看出，火箭推力在这个方程里面是没有的，只要火箭在地球上能起飞（实际操作中，一般起飞推重比要不小于1.2），再增加推力，只是减少重力损失而异，增加的运力是有限的。
所以，长征5号的箭体干质比在不大的改动下，就算把两台YF-77的总推力增加到200吨，运力也不会增加。


cc5764159 发表于 2016-6-14 23:47
比如说二级半的长5得二级用了两台发动机（小白，猜的，就是个比拟），以后我们有了100吨级的液氢发动机，一 ...


一级半的长5能不能打32吨和长征5号的芯级用多大推力的发动机没直接关系。长征5号系列的芯级都是两台YF-77，总的海平面推力约100吨。

欧洲的阿丽亚娜5火箭，芯一级是1台火神2氢氧发动机，推力约115吨，其近地最大运力约20吨（国际空间站轨道）。
日本的H2B火箭，芯一级是2台LE-7A氢氧发动机，总推力约220吨，其近地最大运力约16.5吨（国际空间站轨道）。

在太空轨道的核心是速度，有多少载荷的运力，就是看能为这个载荷提供多少的速度增量。
计算速度增量的公式就是齐奥尔科夫斯基公式
V=v0ln(m0/mk)
式中V为速度增量，v0为喷流相对火箭的速度，就是发动机比冲，m0和mk分别为发动机工作开始和结束时的火箭质量，它们的比m0/mk就是质量比。ln是自然对数函数的符号。

可以看出，火箭推力在这个方程里面是没有的，只要火箭在地球上能起飞（实际操作中，一般起飞推重比要不小于1.2），再增加推力，只是减少重力损失而异，增加的运力是有限的。
所以，长征5号的箭体干质比在不大的改动下，就算把两台YF-77的总推力增加到200吨，运力也不会增加。



一级半的长征5号和二级半的长征5号也不是重量一样。二级半的长征5号要比一级半的重20多吨。

二级半的长征5号打同样的轨道，比一级半的运力大，是因为在芯二级发动机工作后可以扔掉庞大的芯一级，等于增加了芯二级发动机工作间段的干质比。

长征5号系列的芯一级干质量大约有20吨重，这20吨的“废料”是和有效载荷一起入轨的，能把芯一级的结构质量减少1吨，就等于增加1吨有效载荷。

一级半的长征5号和二级半的长征5号也不是重量一样。二级半的长征5号要比一级半的重20多吨。

二级半的长征5号打同样的轨道，比一级半的运力大，是因为在芯二级发动机工作后可以扔掉庞大的芯一级，等于增加了芯二级发动机工作间段的干质比。

长征5号系列的芯一级干质量大约有20吨重，这20吨的“废料”是和有效载荷一起入轨的，能把芯一级的结构质量减少1吨，就等于增加1吨有效载荷。

瀚海百丈冰 发表于 2016-6-15 00:59
长征5号现在有两个亚型号：一级半的长征5B，二级半的长征5号（原来的长征5E）。

单级入轨的成本一般 ...


对哦，一级半免去了空中点火，照这么说，单级火箭可靠性天然比二级高，载人航天对可靠性要求最高，长征7是用来代替长征2的，以后也会承担神舟的发射，为啥不发展一款单级入轨的长征7？还降低了火箭的复杂度。
瀚海百丈冰 发表于 2016-6-15 00:59
长征5号现在有两个亚型号：一级半的长征5B，二级半的长征5号（原来的长征5E）。

单级入轨的成本一般 ...


对哦，一级半免去了空中点火，照这么说，单级火箭可靠性天然比二级高，载人航天对可靠性要求最高，长征7是用来代替长征2的，以后也会承担神舟的发射，为啥不发展一款单级入轨的长征7？还降低了火箭的复杂度。
一级半的长5能不能打32吨和长征5号的芯级用多大推力的发动机没直接关系。长征5号系列的芯级都是两台YF- ...
我理解是，长5的芯级推力小，但载荷最高，是因为助推器推力高，而且是液推，比阿丽娅娜，和H2助推器比冲大、工作时间长，而且长5芯级推力只有助推器的十分之一多点，如果我们要发展一款一级办入轨32吨火箭，是放大煤油的助推器合适呢，还是放大氢氧的芯级效果更好？
32T估计是理论运力，另外单级入轨主要是方便复用
单级入轨不好回收吧？发动机都进入太空轨道了，还得重返大气层
好处太多了，类似现代航空。


载人登月可以单人登月，月球轨道上无人值守，也就是只发射一个人上天，这样飞船重量不就大大减轻了么？长5改进型发射两次都差不多够了。

载人登月可以单人登月，月球轨道上无人值守，也就是只发射一个人上天，这样飞船重量不就大大减轻了么？长5改进型发射两次都差不多够了。
载人登月可以单人登月，月球轨道上无人值守，也就是只发射一个人上天，这样飞船重量不就大大减轻了么？长5 ...
人变成最脆弱的环节了

xmyyc 发表于 2016-6-15 08:43
人变成最脆弱的环节了


现在无人登月自动化程度已经很高了，人的因素大大减小。把21世纪的登月任务按照阿波罗时代的重量指标要求去类比，实在不明智。
xmyyc 发表于 2016-6-15 08:43
人变成最脆弱的环节了


现在无人登月自动化程度已经很高了，人的因素大大减小。把21世纪的登月任务按照阿波罗时代的重量指标要求去类比，实在不明智。
载人登月可以单人登月，月球轨道上无人值守，也就是只发射一个人上天，这样飞船重量不就大大减轻了么？长5 ...
长征五怎么改？芯级变4台煤油机？12台发动机构成一级？载荷能达到多少？我记得土星运载能力是120吨左右，长征5能改到60吨吗？而且人才多重？才能占多重量，发射两次，还要对接机构，重量不会比人轻吧！而且更复杂，更容易出错，登月的话，还是老老实实等长征9吧！
现在无人登月自动化程度已经很高了，人的因素大大减小。把21世纪的登月任务按照阿波罗时代的重量指标要 ...
登月本身不是目的

cc5764159 发表于 2016-6-15 09:07
长征五怎么改？芯级变4台煤油机？12台发动机构成一级？载荷能达到多少？我记得土星运载能力是120吨左右， ...


前苏联60年代的登月方案，两人成员组，其中一人登月，LEO要求不过90吨。如果一人成员组，加上21世纪的各种技术进步，LEO60吨完全可能。一谈登月就对标阿波罗，是一种愚蠢的定势思维。龙乐豪考虑的只是火箭本身，其实从全局来看，火箭要求可以大大降低。

人本身是不重，但舱室大小、生命保障系统，舱外宇航服等对重量影响就很大。水星单人飞船不过1~1.3吨，到了两人的双子星飞船，功能差不多，但重量就增加到3.2~3.9吨。
cc5764159 发表于 2016-6-15 09:07
长征五怎么改？芯级变4台煤油机？12台发动机构成一级？载荷能达到多少？我记得土星运载能力是120吨左右， ...


前苏联60年代的登月方案，两人成员组，其中一人登月，LEO要求不过90吨。如果一人成员组，加上21世纪的各种技术进步，LEO60吨完全可能。一谈登月就对标阿波罗，是一种愚蠢的定势思维。龙乐豪考虑的只是火箭本身，其实从全局来看，火箭要求可以大大降低。

人本身是不重，但舱室大小、生命保障系统，舱外宇航服等对重量影响就很大。水星单人飞船不过1~1.3吨，到了两人的双子星飞船，功能差不多，但重量就增加到3.2~3.9吨。

瀚海百丈冰 发表于 2016-6-15 00:59
长征5号现在有两个亚型号：一级半的长征5B，二级半的长征5号（原来的长征5E）。

单级入轨的成本一般 ...


32吨这是个没有考虑箭体强度设计的理论值，目前为止是不现实的。

很长时间内，25吨载荷宣传都难以变现。
瀚海百丈冰 发表于 2016-6-15 00:59
长征5号现在有两个亚型号：一级半的长征5B，二级半的长征5号（原来的长征5E）。

单级入轨的成本一般 ...


32吨这是个没有考虑箭体强度设计的理论值，目前为止是不现实的。

很长时间内，25吨载荷宣传都难以变现。
对哦，一级半免去了空中点火，照这么说，单级火箭可靠性天然比二级高，载人航天对可靠性要求最高，长征 ...
一级半入轨要求芯级有高比冲或者高干质比，发展长征7号是为了继承3.35米的箭体直径，能在内陆发射场使用。
用3.35米箭体换氢氧推进剂，为了保证一定的燃烧时间，芯级会很长，导致长径比过大，不利于火箭可靠性。
液氧煤油比液氢液氧要便宜。从全世界看，煤油火箭比液氢火箭便宜。
长征7号不会打神舟飞船了，要打13吨的货运飞船或者以后的新载人飞船。
我理解是，长5的芯级推力小，但载荷最高，是因为助推器推力高，而且是液推，比阿丽娅娜，和H2助推器比冲 ...
你再看看齐奥尔科夫斯基公式，这个公式蕴含了有关运力的两个最重要条件比冲和质量比。

是放大那个好要看实际参数的计算，单纯的说应该是一起放大比较好。
32吨这是个没有考虑箭体强度设计的理论值，目前为止是不现实的。

很长时间内，25吨载荷宣传都难以变 ...
32吨这个是指200*200km的停泊轨道的运力，既然龙乐豪提出来了，长征5E就是有这个能力或潜力。有没有实际需求是另外一件事，就是长征5B的25吨估计也没有实际任务。无论美国近地轨道专指的185*185还是中国的近地200*200，一般不作为卫星的实际工作轨道使用，太低了。
前苏联60年代的登月方案，两人成员组，其中一人登月，LEO要求不过90吨。如果一人成员组，加上21世纪的 ...
你去与美帝说，看它放弃不放弃耗资巨大的SLS？
你去与美帝说，看它放弃不放弃耗资巨大的SLS？
感谢解答哈！怎么加个好友啊，一直用手机
cc5764159 发表于 2016-6-15 11:13
感谢解答哈！怎么加个好友啊，一直用手机
我知道的也不多，关于科普的内容基本上从《星际航行概论》钱学森 著和《火箭发动机基础(第七版)》G.P.萨顿 著 洪鑫 张宝烔 译 中看到的。
下载地址：
《星际航行概论》http://vdisk.weibo.com/s/ECNM1vnQ9aE7
《火箭发动机基础(第七版)》http://vdisk.weibo.com/s/A7ucBX3 ... s_ref=A7ucBX3HSixyf
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