YF100与YF77两款发动机(及其衍生型号)能够支撑起中国 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/03 07:52:34


YF100与YF77两款发动机(及其衍生型号)能够支撑起中国的载人登月梦想


      美国太空探索公司的猎鹰9火箭的成功发射大大鼓舞了我对中国实施载人登月工程实力的自信。美国真的是一个能够不断地创造历史奇迹的国家,这是今天的世人不能够不服的事实。其强大的创新进取精神与开拓勇气也是今天的中国所缺乏的。
      闲话免多提,还是回到载人登月主题方面。
      美国猎鹰9火箭的研制成功已经打开了一条新的与更为经济实惠的人类抵达月球之路。今天猎鹰9火箭的成功证明。尽管当年原苏联的N1登月火箭最后还是以悲剧收场,但只要不过于极端(如仅仅并联10台左右发动机而不是恐怖的30台),通过并联多台发动机研制火箭主芯级之思路还是能够取得巨大成功的。这样将能够极大地降低未来中国为了实施载人登月工程必须立即上马研制500吨级以上巨型火箭发动机的所带来的巨大经济与技术压力(其研制时间进度还可以再缓一缓,到2030年左右研制成功就可以了)。
       如可以先基于YF100与YF77两款发动机研制长征五号火箭的超级版,即并联9台YF100研制直径达7米的新主芯级,推力达1000吨左右。再基于YF77平台研制巨型氢氧上面级发动机与之相匹配,打造两级就能够进入GTO轨道的中国版“宇宙神五”火箭。
       其LEO运力将一举达25吨以上,不仅完全可以替换掉目前研制中的长五火箭的推力最大型号,充分发挥了YF100发动机的巨大使用潜力;而且YF77氢氧发动机生产线也完全能够保留下来。如果再捆绑上4枚(或者6枚,8枚)500吨级大型固体燃料助器,其LEO运载能力更可以提升到70吨左右,完全可以将重达25吨级的登月舱一箭就直接送入环月轨道。
        采用月球轨道对接方案,登月舱在到达月球轨道之前都不载人,因此捆绑6到8枚助推器也没多大风险,只使火箭爆炸了,再射一枚火箭与一艘月面着陆飞船就是了。拍拍屁股还是一条好汉。
        而发射月球载人版神舟飞船(重17吨左右)的超级长五火箭,尽管主芯级并联了9台YF100发动机,但最多只捆绑4枚500吨级大型固体燃料助推器,总的发动机数量也只有13台,数量要远远小于N1火箭的30台。其安全性也完全可以接受。毕竟今天中国用于发射载人神舟飞船的长征二F火箭的发动机数量也达8台,仅仅比美国的猎鹰9 火箭少一台发动机而已,但也一样很安全可靠。
         而且利用YF100研制9芯版的超级长五火箭只使不发射月球飞船,由于其基本型号LEO运力就达25吨左右,GTO运力达14吨左右,在发射地球轨道商业卫星方面还是能够找到足够的生存之路,这种火箭能够一次就将两颗东方红4重型通讯卫星送入太空;发射重型空间站舱段更是不在话下。一句话就是便宜量又足,非常好“养”。
          猎鹰9火箭的成功显然正在逐渐驱除原苏联N1火箭失败所带给人们的阴影。以人类今天先进的科学技术与严密的精密工业加工生产管理能力,N1式的火箭,并联了多台发动机其安全性能还是可以得到保证的。当然并联30台还是过于极端,但仅仅并联10台左右,还是完全能够接受的。既然美国太空探索公司已经开了一个好兆头,中国没有任何理由不敢放胆一试。这样至少可以让中国的载人登月工程提前10年开始分步进行,在2020年就可以实施载人环月飞行了。而如果非要等待到500吨级以上的巨型煤油发动机研制成功再上马载人登月工程,时间什么也要拖到2030年左右。
        这样做的另外好处就是立即逼使美国甚至日本,欧洲与俄罗斯也不得不同时进行载人登月工程,任何一个也别想置身于事外,想做世界大国就不能时时都“逃课”,否则后果很严重,民众很生气。
         还有另外一个因素就是中国的相关研制机构一定要“识大体”,必须以大局为重。
        目前为止乃至未来10年,中国可以“大用”的大型火箭发动机只有YF100与YF77了,中国要实施载人登月工程就必须首先要想方设法“用尽挖尽榨尽”这两款现成的火箭发动机的使用潜力再谈研制新火箭发动机的事情。切莫乱搞重复投资造成国家资产的巨大浪费。更千万别想着要借国家搞载人登月工程之机,想方设法,绞尽脑汁来“钓”国家的鱼,割人民的肉。
        摊子铺得太大,坐顺风车的项目太多。月球还未到,“唐僧”就已经不堪重负,被啃得只余下一具骨架子,再无钱为继了,中途不得不下马,这可就犯下了历史大罪。搞不好中国的载人登月工程又会重演原苏联N1登月工程的悲剧。切洛梅,杨格尔,科罗氓夫,格鲁什柯诸设计局你争我夺,各不相让,各自为政,结果活活“吃空吃塌吃崩”了苏联载人登月工程这坐大山。
        事实上当年苏联现成能够担当“大用”的发动机就是今天质子火箭还在使用的RD253发动机,如果采用今天美国猎鹰9火箭的思路仅仅使用9台发动机研制主芯级,再捆绑数量不等的助推器,苏联人LEO运载能力达50吨的超级质子火箭什么也能够研制成功了。有LEO运载能力50吨的中间运力型火箭在手,苏联人在月球载人飞行事务上就能够踏踏实实地做太多太多的事情了。
        因此对于今天中国的载人登月工程利益相关机构与一线主力工程师们而言。必须要以大局为重,国家能够为载人登月工程拔的钱就只有这么多了,现成的“重器”也主要是YF100,YF77与神舟飞船。一定要稳打稳扎,步步为营,潜力挖尽,再逐渐升级改进。千万别急于求成,搞大跃进,好高骛远。
         因为对于今天人类的载人登月工程而言,技术开拓的时代已经过去了,一切都要首先以经济实惠为第一参考要务,因为从此以后人类就要象今天在地球南极那样长驻月球了,登月的政治目的将逐步消淡,而科学考察目标则越来越重。这时经济实用的原则就会越来越发挥出决定性的影响作用。如果将载人登月工程再搞成一个庞大的“吸血吸金吸钱”无底洞就将会大大推后人类长驻月球的时间,这可就是在犯罪,是阻碍人类文明进步历史的大罪人。
       我们到月球的核心目的是要做事业的,是搞科学研究的,而不是为了“钓鱼”的,钓钱与宰客的。因此不得不慎之又慎矣,切记!切记!

高凉陈君     2010,  6,  12

YF100与YF77两款发动机(及其衍生型号)能够支撑起中国的载人登月梦想


      美国太空探索公司的猎鹰9火箭的成功发射大大鼓舞了我对中国实施载人登月工程实力的自信。美国真的是一个能够不断地创造历史奇迹的国家,这是今天的世人不能够不服的事实。其强大的创新进取精神与开拓勇气也是今天的中国所缺乏的。
      闲话免多提,还是回到载人登月主题方面。
      美国猎鹰9火箭的研制成功已经打开了一条新的与更为经济实惠的人类抵达月球之路。今天猎鹰9火箭的成功证明。尽管当年原苏联的N1登月火箭最后还是以悲剧收场,但只要不过于极端(如仅仅并联10台左右发动机而不是恐怖的30台),通过并联多台发动机研制火箭主芯级之思路还是能够取得巨大成功的。这样将能够极大地降低未来中国为了实施载人登月工程必须立即上马研制500吨级以上巨型火箭发动机的所带来的巨大经济与技术压力(其研制时间进度还可以再缓一缓,到2030年左右研制成功就可以了)。
       如可以先基于YF100与YF77两款发动机研制长征五号火箭的超级版,即并联9台YF100研制直径达7米的新主芯级,推力达1000吨左右。再基于YF77平台研制巨型氢氧上面级发动机与之相匹配,打造两级就能够进入GTO轨道的中国版“宇宙神五”火箭。
       其LEO运力将一举达25吨以上,不仅完全可以替换掉目前研制中的长五火箭的推力最大型号,充分发挥了YF100发动机的巨大使用潜力;而且YF77氢氧发动机生产线也完全能够保留下来。如果再捆绑上4枚(或者6枚,8枚)500吨级大型固体燃料助器,其LEO运载能力更可以提升到70吨左右,完全可以将重达25吨级的登月舱一箭就直接送入环月轨道。
        采用月球轨道对接方案,登月舱在到达月球轨道之前都不载人,因此捆绑6到8枚助推器也没多大风险,只使火箭爆炸了,再射一枚火箭与一艘月面着陆飞船就是了。拍拍屁股还是一条好汉。
        而发射月球载人版神舟飞船(重17吨左右)的超级长五火箭,尽管主芯级并联了9台YF100发动机,但最多只捆绑4枚500吨级大型固体燃料助推器,总的发动机数量也只有13台,数量要远远小于N1火箭的30台。其安全性也完全可以接受。毕竟今天中国用于发射载人神舟飞船的长征二F火箭的发动机数量也达8台,仅仅比美国的猎鹰9 火箭少一台发动机而已,但也一样很安全可靠。
         而且利用YF100研制9芯版的超级长五火箭只使不发射月球飞船,由于其基本型号LEO运力就达25吨左右,GTO运力达14吨左右,在发射地球轨道商业卫星方面还是能够找到足够的生存之路,这种火箭能够一次就将两颗东方红4重型通讯卫星送入太空;发射重型空间站舱段更是不在话下。一句话就是便宜量又足,非常好“养”。
          猎鹰9火箭的成功显然正在逐渐驱除原苏联N1火箭失败所带给人们的阴影。以人类今天先进的科学技术与严密的精密工业加工生产管理能力,N1式的火箭,并联了多台发动机其安全性能还是可以得到保证的。当然并联30台还是过于极端,但仅仅并联10台左右,还是完全能够接受的。既然美国太空探索公司已经开了一个好兆头,中国没有任何理由不敢放胆一试。这样至少可以让中国的载人登月工程提前10年开始分步进行,在2020年就可以实施载人环月飞行了。而如果非要等待到500吨级以上的巨型煤油发动机研制成功再上马载人登月工程,时间什么也要拖到2030年左右。
        这样做的另外好处就是立即逼使美国甚至日本,欧洲与俄罗斯也不得不同时进行载人登月工程,任何一个也别想置身于事外,想做世界大国就不能时时都“逃课”,否则后果很严重,民众很生气。
         还有另外一个因素就是中国的相关研制机构一定要“识大体”,必须以大局为重。
        目前为止乃至未来10年,中国可以“大用”的大型火箭发动机只有YF100与YF77了,中国要实施载人登月工程就必须首先要想方设法“用尽挖尽榨尽”这两款现成的火箭发动机的使用潜力再谈研制新火箭发动机的事情。切莫乱搞重复投资造成国家资产的巨大浪费。更千万别想着要借国家搞载人登月工程之机,想方设法,绞尽脑汁来“钓”国家的鱼,割人民的肉。
        摊子铺得太大,坐顺风车的项目太多。月球还未到,“唐僧”就已经不堪重负,被啃得只余下一具骨架子,再无钱为继了,中途不得不下马,这可就犯下了历史大罪。搞不好中国的载人登月工程又会重演原苏联N1登月工程的悲剧。切洛梅,杨格尔,科罗氓夫,格鲁什柯诸设计局你争我夺,各不相让,各自为政,结果活活“吃空吃塌吃崩”了苏联载人登月工程这坐大山。
        事实上当年苏联现成能够担当“大用”的发动机就是今天质子火箭还在使用的RD253发动机,如果采用今天美国猎鹰9火箭的思路仅仅使用9台发动机研制主芯级,再捆绑数量不等的助推器,苏联人LEO运载能力达50吨的超级质子火箭什么也能够研制成功了。有LEO运载能力50吨的中间运力型火箭在手,苏联人在月球载人飞行事务上就能够踏踏实实地做太多太多的事情了。
        因此对于今天中国的载人登月工程利益相关机构与一线主力工程师们而言。必须要以大局为重,国家能够为载人登月工程拔的钱就只有这么多了,现成的“重器”也主要是YF100,YF77与神舟飞船。一定要稳打稳扎,步步为营,潜力挖尽,再逐渐升级改进。千万别急于求成,搞大跃进,好高骛远。
         因为对于今天人类的载人登月工程而言,技术开拓的时代已经过去了,一切都要首先以经济实惠为第一参考要务,因为从此以后人类就要象今天在地球南极那样长驻月球了,登月的政治目的将逐步消淡,而科学考察目标则越来越重。这时经济实用的原则就会越来越发挥出决定性的影响作用。如果将载人登月工程再搞成一个庞大的“吸血吸金吸钱”无底洞就将会大大推后人类长驻月球的时间,这可就是在犯罪,是阻碍人类文明进步历史的大罪人。
       我们到月球的核心目的是要做事业的,是搞科学研究的,而不是为了“钓鱼”的,钓钱与宰客的。因此不得不慎之又慎矣,切记!切记!

高凉陈君     2010,  6,  12
天宫一号试验完毕以后
TG就有技术在太空组装登月舱,直飞月球的能力。
分三次打上去,两次打设备,一次打人和逃逸舱。

都不用长征5,长三就能干了。


硬要上,太勉强;
没有人说近期会载人登月,还是抓紧时间研制更大型号火箭发动机吧。

硬要上,太勉强;
没有人说近期会载人登月,还是抓紧时间研制更大型号火箭发动机吧。
有YF100在,一日不搞出LEO运力达50吨的中间运力型火箭我死不甘心。
中国不是俄罗斯与美国。我们没有那么多的钱与现成发动机可让浪费。
不错终于有人开窍了
不过有一点,可靠性不仅取决于发动机数量,还有设计的冗余度。如果冗余度足够,30台完全能做到比10台更高的可靠性
F9的优势主要在强大的电子系统,能够根据异常前后的参数及时选择发动机进行调整,这是当时的N1不具备的。不能怪苏联人,MD当时也未必能做到
至于用到什么水平的IC,TG能不能造出来/买到,还需要深入的考量
另外新材料的进步也很重要,比如F9的运载系数,还有发动机防爆,复合材料搞的保护罩,N1也没有


我的想法就是未来中国LEO运力50吨以下的运力区间有YF100与YF77发动机在,只要充分挖掘使用潜力就完全能够‘填满“了。因此中国只使从现在开始就实施载人登月工程,研制500吨级的巨型液体发动机也不是最为急迫的任务。没有500吨级液体发动机中国也一样能够实施载人登月工程。
研制500吨级发动机完全可以等到驻月任务阶段再研制,那什么也要到2030年以后了。
与之相反,500吨级固体燃料发动机研制比较容易,中国研制来做长五超级版火箭的助推器倒比较有必要。

我的想法就是未来中国LEO运力50吨以下的运力区间有YF100与YF77发动机在,只要充分挖掘使用潜力就完全能够‘填满“了。因此中国只使从现在开始就实施载人登月工程,研制500吨级的巨型液体发动机也不是最为急迫的任务。没有500吨级液体发动机中国也一样能够实施载人登月工程。
研制500吨级发动机完全可以等到驻月任务阶段再研制,那什么也要到2030年以后了。
与之相反,500吨级固体燃料发动机研制比较容易,中国研制来做长五超级版火箭的助推器倒比较有必要。
YF100是一款好发动机,就象俄罗斯的RD170与RD180那样,持续用上50多年完全没有问题。中国一定要好好“用足”它,千万别浪费了。
我也认为以目前的技术并联30台不是问题,关键是充分实验,不能急躁,N1太匆忙了。
高凉陈君CT 发表于 2010-6-13 10:59

五米单台500吨煤油单室做CBC,上头一对YF77,照样有50吨。
土鳖登月大火箭的底线是一发把牵牛星级别的大型登月舱扔到环月轨道,陈君这玩意还力有未逮。
现如今咱们是在找不出载人登月的理由。
等等吧
这个也是一个选择之一,不过还是要看国家的意愿
回复 1# 高凉陈君CT


  请教高君
到底是地轨转接 月轨转接
  还是地--月 直通车

这3种那种好......{:jian:}
月球轨道对接方案最好,载人飞船与货运飞船各走各路,到达月球轨道后再会合对接。
美国佬的登月舱重达64吨,中国的最多重达25吨,超级长五火箭完全能够发射入环月轨道了。中国的登月舱还是先搞掂有无的问题再说,美国与中国还是不同的集团啊。
500吨级巨型发动机还是要研制的,只是时间可以拖在2020年之后再上马进行。
实施载人登月工程根本不需要什么大理由,技术上水到渠成了“兴趣”就来了。
这与“饱食思淫欲”是一个道理的。而且全球工业产能过剩越来越严重,地球上一直那么多人无事可干最后还是会出大乱子的。载人登月工程与载人登火星工程都是典型的“就业工程”。
美国的阿波罗登月飞船总共47吨
并联30台行不行还是要经过试验才好说。苏联的N1火箭的确是一个匆匆忙忙上马赶进度的产物,而且那个时代的先进材料,人工智能与精密工业生产技艺也远远没有今天的先进。因此如果N1火箭在今天生产研制还是有极大可能成功的,当然这就要看太空探索与轨道科学之类私营公司是否继续有兴趣还这么搞了。至于国家级大公司恐怕没有胆量,也没有必要这么“冒险”,毕竟RD180,RD170,RS68,YF100推力要比猎鹰火箭的发动机大多了,并联10台就已经能够做很多的事了。而且还有重型固体燃料助推器这张王牌在手,选择余地大得很。
而小公司只要能够省钱,“只有想不到的,没有不敢做的”,今天太空探索公司不就冒险成功了?!
老实说,航天飞机退休后,ATK公司的日子也不好过,日后ATK的大固体燃料助推器生产线为了生存,向太空探索与轨道科学之类小公司的猎鹰9等火箭提供重型助推器,以大幅度扩展运力区间来与质子,阿里安五与及EELV火箭抢市场也是完全有可能的。
搞不好人类历史上第一款中间运力型火箭就会出自太空探索之类小公司之手也未可知!


苏联的登月计划是1964年8月3日上马的

N-1火箭前两次发射(1969年2月21日,1969年7月3日)捆绑24台发动机,后两次发射(1971年6月27日,1972年11月23日)捆绑30台发动机

美国土星5火箭1962年1月10日开始研制,1967年11月9日首射成功,用了不到6年,研制费用按购买力计算约合现在的1000亿人民币

大型固体发动机的研制费用未必比500吨级的液氧煤油发动机低

苏联的登月计划是1964年8月3日上马的

N-1火箭前两次发射(1969年2月21日,1969年7月3日)捆绑24台发动机,后两次发射(1971年6月27日,1972年11月23日)捆绑30台发动机

美国土星5火箭1962年1月10日开始研制,1967年11月9日首射成功,用了不到6年,研制费用按购买力计算约合现在的1000亿人民币

大型固体发动机的研制费用未必比500吨级的液氧煤油发动机低
高凉陈君CT 发表于 2010-6-13 11:12


    500吨推理的固体燃料发动机...整个就一超级常规炸弹
500吨级固体助推器的研制难度可要比研制500吨级的液体发动机容易太多了。印度,欧洲就成功研制出了。而RD180。RD170,F1之类的巨型发动机地球上只有俄罗斯与美国两国研制成功;印度的技术能力绝对不可能在俄罗斯之上的。
RD170,RD180的研制难度绝对要比ATK的航天飞机级大固体燃料助推器的研制难度要大得多。
我看欧洲阿里亚娜5的固体助推器不错,体积也挺小,推力600吨
四个就能达到2400吨的推力了
正是如此,自有YF100与YF77在手之后,今天的中国只要再搞出阿里安五级别的大固推,中国的载人登月工程在火箭问题上就不存在任何阻碍了。
因此,未来20年内中国搞载人登月工程已经是万具备只欠东风的了。
TB现在500吨的有预研了么?
不知道,我只是单纯从技术角度分析,以今天中国现成与在研中的东西搞载人登月已经没有太大的阻碍了。
回复 22# 高凉陈君CT


   
TG固推的弹道导弹服役都那么多年了,我想如果有需求驱动应该很快就搞好
貌似明年TG想搞空间站
登月MD都做过了  TG应该搞个月球站 呵呵{:wu:}
到现在,单纯登月已经没有政治需要了。现在关键是“驻”,即月球站。 但是多次发射多次组装过程太过复杂,无法满足发射密度。
超多液体发动机反过来也可以增加可靠性,猎鹰9就是任意一台发动机停机照样能完成发射任务的设计。
只要那只是停机而不是爆炸或者泄露即可。
那就可以专门做强化这部分的中等推力发动机,肯定要比全面增加可靠性要便宜,然后就是按任意一台故障可完成任务来设计火箭即可。
开式循环的YF77以后有没有改进成高压补燃发动机?改成高压补燃发动机后比冲、推力可以提高多少?
回复 1# 高凉陈君CT

芯级用7米箭径是不合适的,9台YF100并联总推力不过1080t左右,用7米直径的话箭长偏短且储箱干重较大,对运载系数不利,而且也对捆绑大型助推器的连接点造成不利影响。另外,现有的箭体实验和生产设备的极限就是5米,7米箭径需要新建大量专用设备,成本高昂。但是花了巨资研制的7米剪径模块又“偏小”,无法并联使用4台500吨富氧补燃煤油机,不利于将来平滑过度,有点高不成低不就。
回复 14# 高凉陈君CT

两次发射月球轨道对接方案难度不小,尤其是飞船系统,目前没有成功案例,是否能顺利突破关键技术现在未知数还太多,需要先做技术验证。另外,两次发射对接所需的火箭需要重新研制或“大改”,效费比未必理想,这个方案除了龙老提过一次以外,国内后续的一些登月模式研究都排除了此方案,可见还是有些问题的。阿波罗计划中的第一次对接只是TLI时飞船掉转过来将登月舱拉出,第二次对接是在月面的上升段起飞与在月球低轨道上的飞船交汇对接。星座计划中的第一次交汇对接是地球轨道,相应技术已经比较纯熟了,难点主要在于长时间在轨燃料贮存及管理,第二次对接与阿波罗相同。


YF-77不太可能改分级燃烧循环,那基本是重新研制,真这么改完全可以换个型号了。如有需要,YF-77可以衍生研制出上面级专用的版本,采用真空大喷管。从论文的数据看真空比冲有望做到447s,已经很接近J-2X 448s的指标,这基本是燃气发生器循环的极致。

YF-77不太可能改分级燃烧循环,那基本是重新研制,真这么改完全可以换个型号了。如有需要,YF-77可以衍生研制出上面级专用的版本,采用真空大喷管。从论文的数据看真空比冲有望做到447s,已经很接近J-2X 448s的指标,这基本是燃气发生器循环的极致。
高君对F9的第一级可重复使用怎么看,真能保证成功率么? F系列5次发射失败了3次啊
百臂巨人 发表于 2010-6-13 19:14

爆炸也没关系,F9每台发动机都有复合材料的隔离罩,就是防止爆炸影响火箭其它部分
还是哪个问题,登月做什么,是不是急需?
如果不是的话,为啥要急着用YF-100和YF-77来登月
用YF-100是可以节省发动机开发费用,但火箭的设计费用会不会增加呢?这个性价比是不是合适,也没有可靠的数字说明
研制LEO50吨的火箭,费用能比LEO100吨的少多少,这个也不好说
至于F9,先观望一下再说
莫非是业内人士寻求民间智慧的支持?我瞎猜。{:cha:}
要说起载人登月,我也不支持,但貌似跟主题无关了。
不必急燥吧!!!个人认为77改分级怕是不行,到是100改氢氧还是有可能的!
登月现在只是航天部自己的想法,能不能从决策部门马扁到银子要看公关,个人认为够呛。大推力的氢氧机和煤油机也在预研啊,不过登月不立项的话,需求乏乏。

LZ的解决方案的出现只有一个可能,就是国家强推登月而火箭发展跟不上,为赶时间才会这么做。现在的情况是国务院没兴趣,航天人自己在慢慢捣鼓,怎么也不可能选择这种方案。
turbopump 发表于 2010-6-14 08:53

YF-100直接改氢氧发动机,推力会大幅度下降,这是没办法的事情,谁叫液氢密度那么小呢
如果彻底为液氢优化设计,那和重新研制区别也不大了
大推力发动机不像想象中那么难搞,但需要持续的投入,预研先行,突破关键技术。
现在中国的航天领域,瓶颈还真的不在运载能力上,现有的长征火箭虽然技术落后,但是就完成任务来说是没问题的。
国家如果有钱,应该多往深空探索上投一点,突破深空测控,大推力长寿命离子发动机,长寿命耐辐射芯片,自主导航技术,同位素电池,高精度传感器技术等等。
在这些方面,中国和国际先进水平还差得很远。