中国登月火箭暂定为9米直径,200吨级氢氧发动机

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/30 00:33:40


进入二十一世纪,公司结合型号研制需求,广泛开展工艺研究工作,促进了火箭制造技术的快速发展,公司已经发展成为我国最大的运载火箭等航天产品制造基地和国内唯一生产氢氧火箭发动机的制造企业,拥有80多个专业、13多个工种、1500多名工程技术人员和数千台套各类加工设备,具备了以锻铸造、焊接、钣金、数控加工、特种加工、总装测试等为代表的综合制造能力,形成了完整的制造技术体系,运载火箭总装集成技术、大型铝合金贮箱集成制造技术、氢氧发动机制造技术已经达到国内同行业领先水平。
      1. 运载火箭总装集成技术
       公司拥有现代化的总装测试厂房、先进的总装测试工艺设备和一流的总装测试队伍,总装协调、质量特性测量与配平等全国独有或处于领先地位的技术,使公司在中国运载火箭研制总装领域独占鳌头。截至目前,研制总装了“长征”系列10种型号运载火箭,在长征系列运载火箭完成的127次发射中,公司总装完成的达到 95枚。其中,仅用了18个月时间就完成了我国第一枚大型捆绑式运载火箭的研制,创造了世界火箭研制史上的奇迹。目前,公司正全力研制的新一代运载火箭长征五号,将会为我国探索更广阔的太空提供保证。
      2. 大型贮箱集成制造技术
        铝合金大型贮箱具有结构尺寸大、重量轻、刚性弱、可靠性高等突出特点,并且工作环境恶劣,有密封、承压要求,其制造是焊接、钣金、表面处理、机械加工等多专业集成制造能力的体现。经过多年技术研发,公司具备了运载火箭常、低温贮箱自动化焊接等一整套制造手段,其贮箱焊接综合实力处于全国领先地位。公司是国防科技工业焊接自动化技术研究应
用中心的应用依托单位,低温贮箱自动化焊接、贮箱纵缝搅拌摩擦焊等技术在国内具有领先优势。在国内率先实现了2.25米、3米、3.35米三种规格贮箱箱底自动化焊接;完成了国内首件5米叉形环的数控加工、首件5米贮箱箱底的自动化焊接。2009年,随着长征三号丙运载火箭成功发射,公司采用搅拌摩擦焊制造的燃料贮箱在运载火箭上首次实现了飞行。
      3. 氢氧发动机制造技术
       公司研制总装了我国第一台氢氧发动机。经过几十年的研发,公司具备了发动机喷管自动化焊接、涡轮转子特种加工、低温阀门制造等国内领先的制造技术。发动机喷管延伸段由数百根空间螺旋薄壁方管焊接而成,产品焊接曲线复杂,单管尺寸小、管壁薄,焊接难度大。经过多年攻关,公司在国内首次实现了喷管延伸段机器人自动化焊接,达到了国际同期先进水平,填补了我国大型薄壁复杂空间曲线自动化焊接技术的空白。整体式涡轮盘是航天发动机的核心部件,产品精度高,普通加工方法无法加工。公司采用电解加工、电火花加工等国内领先的特种加工技术,实现了带叶冠整体涡轮盘、喷嘴叶栅环等零件的高精度加工,填补了多项国家空白,获得了多项部级以上科技进步奖。目前,正在研制的新一代运载火箭大推力氢氧发动机,将使我国的氢氧发动机技术跨上一个更高的台阶。
      4. 大型非标准设备设计制造技术
        随着新一代运载火箭长征五号的立项研制,公司从3.35m制造能力平台向5 米平台逐步延伸,在大型非标准设备研制领域,形成了一系列具有自主知识产权的核心技术,独立设计完成了5米贮箱环缝焊接系统、5米贮箱箱底焊接系统、整流罩铆接型架等国内首台套大型非标准设备。5 米贮箱总装环缝焊接系统,在功能、规模上均属国内首创。
经过航天几十年的技术积淀,公司形成了强大的集成制造能力,为我国未来航天事业的发展奠定了坚实的基础。舱外航天服,是对公司系统集成制造能力的集中展示。一年半时间内,公司先后攻克了多项关键技术,完成了11件舱外航天服躯干结构的交付,获得15项国防专利申请号,填补了国内舱外航天服制造的多项空白。
      二、运载火箭制造技术的未来发展
       从国内外发展来看,运载火箭总体发展趋势是朝着大型化、提高运载能力和小型化、具备快速机动发射能力两大方向发展,同时提出了“安全、可靠、环保、廉价”等技术要求。运载火箭的发展趋势对其制造技术的需求主要体现在以下几个方面。
       大型化结构制造与装配:未来重型运载火箭芯级直径达到9米。低温贮箱、铆接部段、框环等超大型箭体结构件的制造是影响其研制的技术关键。200吨级氢氧发动机是未来重型运载火箭芯级的主发动机,综合国内外发动机发展情况,目前国内在推力室制造、喷管延伸段制造、涡轮泵及阀门制造等方面存在差距。另外,重型运载火箭的总装测试以及大型工艺装备的设计制造也是必须突破的技术关键。
       数字化快速制造:从新一代运载火箭研制可以看出,未来运载火箭的制造需要全面实现数字化,工艺管理要实现信息化。目前运载火箭尚处于由二维研制向三维研制的过渡阶段,还未全面打通产品的三维制造链路,需要沿着信息化机械化复合发展的道路不断向前发展。
http://www.9ifly.cn/sub/thread-4534-1-1.html

进入二十一世纪,公司结合型号研制需求,广泛开展工艺研究工作,促进了火箭制造技术的快速发展,公司已经发展成为我国最大的运载火箭等航天产品制造基地和国内唯一生产氢氧火箭发动机的制造企业,拥有80多个专业、13多个工种、1500多名工程技术人员和数千台套各类加工设备,具备了以锻铸造、焊接、钣金、数控加工、特种加工、总装测试等为代表的综合制造能力,形成了完整的制造技术体系,运载火箭总装集成技术、大型铝合金贮箱集成制造技术、氢氧发动机制造技术已经达到国内同行业领先水平。
      1. 运载火箭总装集成技术
       公司拥有现代化的总装测试厂房、先进的总装测试工艺设备和一流的总装测试队伍,总装协调、质量特性测量与配平等全国独有或处于领先地位的技术,使公司在中国运载火箭研制总装领域独占鳌头。截至目前,研制总装了“长征”系列10种型号运载火箭,在长征系列运载火箭完成的127次发射中,公司总装完成的达到 95枚。其中,仅用了18个月时间就完成了我国第一枚大型捆绑式运载火箭的研制,创造了世界火箭研制史上的奇迹。目前,公司正全力研制的新一代运载火箭长征五号,将会为我国探索更广阔的太空提供保证。
      2. 大型贮箱集成制造技术
        铝合金大型贮箱具有结构尺寸大、重量轻、刚性弱、可靠性高等突出特点,并且工作环境恶劣,有密封、承压要求,其制造是焊接、钣金、表面处理、机械加工等多专业集成制造能力的体现。经过多年技术研发,公司具备了运载火箭常、低温贮箱自动化焊接等一整套制造手段,其贮箱焊接综合实力处于全国领先地位。公司是国防科技工业焊接自动化技术研究应
用中心的应用依托单位,低温贮箱自动化焊接、贮箱纵缝搅拌摩擦焊等技术在国内具有领先优势。在国内率先实现了2.25米、3米、3.35米三种规格贮箱箱底自动化焊接;完成了国内首件5米叉形环的数控加工、首件5米贮箱箱底的自动化焊接。2009年,随着长征三号丙运载火箭成功发射,公司采用搅拌摩擦焊制造的燃料贮箱在运载火箭上首次实现了飞行。
      3. 氢氧发动机制造技术
       公司研制总装了我国第一台氢氧发动机。经过几十年的研发,公司具备了发动机喷管自动化焊接、涡轮转子特种加工、低温阀门制造等国内领先的制造技术。发动机喷管延伸段由数百根空间螺旋薄壁方管焊接而成,产品焊接曲线复杂,单管尺寸小、管壁薄,焊接难度大。经过多年攻关,公司在国内首次实现了喷管延伸段机器人自动化焊接,达到了国际同期先进水平,填补了我国大型薄壁复杂空间曲线自动化焊接技术的空白。整体式涡轮盘是航天发动机的核心部件,产品精度高,普通加工方法无法加工。公司采用电解加工、电火花加工等国内领先的特种加工技术,实现了带叶冠整体涡轮盘、喷嘴叶栅环等零件的高精度加工,填补了多项国家空白,获得了多项部级以上科技进步奖。目前,正在研制的新一代运载火箭大推力氢氧发动机,将使我国的氢氧发动机技术跨上一个更高的台阶。
      4. 大型非标准设备设计制造技术
        随着新一代运载火箭长征五号的立项研制,公司从3.35m制造能力平台向5 米平台逐步延伸,在大型非标准设备研制领域,形成了一系列具有自主知识产权的核心技术,独立设计完成了5米贮箱环缝焊接系统、5米贮箱箱底焊接系统、整流罩铆接型架等国内首台套大型非标准设备。5 米贮箱总装环缝焊接系统,在功能、规模上均属国内首创。
经过航天几十年的技术积淀,公司形成了强大的集成制造能力,为我国未来航天事业的发展奠定了坚实的基础。舱外航天服,是对公司系统集成制造能力的集中展示。一年半时间内,公司先后攻克了多项关键技术,完成了11件舱外航天服躯干结构的交付,获得15项国防专利申请号,填补了国内舱外航天服制造的多项空白。
      二、运载火箭制造技术的未来发展
       从国内外发展来看,运载火箭总体发展趋势是朝着大型化、提高运载能力和小型化、具备快速机动发射能力两大方向发展,同时提出了“安全、可靠、环保、廉价”等技术要求。运载火箭的发展趋势对其制造技术的需求主要体现在以下几个方面。
       大型化结构制造与装配:未来重型运载火箭芯级直径达到9米。低温贮箱、铆接部段、框环等超大型箭体结构件的制造是影响其研制的技术关键。200吨级氢氧发动机是未来重型运载火箭芯级的主发动机,综合国内外发动机发展情况,目前国内在推力室制造、喷管延伸段制造、涡轮泵及阀门制造等方面存在差距。另外,重型运载火箭的总装测试以及大型工艺装备的设计制造也是必须突破的技术关键。
       数字化快速制造:从新一代运载火箭研制可以看出,未来运载火箭的制造需要全面实现数字化,工艺管理要实现信息化。目前运载火箭尚处于由二维研制向三维研制的过渡阶段,还未全面打通产品的三维制造链路,需要沿着信息化机械化复合发展的道路不断向前发展。
http://www.9ifly.cn/sub/thread-4534-1-1.html
氢氧发动机引进俄罗斯的RD0120是快步小跑的选择。
大型化结构制造与装配:未来重型运载火箭芯级直径达到9米。低温贮箱、铆接部段、框环等超大型箭体结构件的制造是影响其研制的技术关键。200吨级氢氧发动机是未来重型运载火箭芯级的主发动机,综合国内外发动机发展情况,目前国内在推力室制造、喷管延伸段制造、涡轮泵及阀门制造等方面存在差距。另外,重型运载火箭的总装测试以及大型工艺装备的设计制造也是必须突破的技术关键。
bs标题党。
全篇都没说登月,这两个字。
氢氧发动机,TG现在连50吨的YF77都搞不定。还谈什么200吨的。
不是有人说TG在液氧煤油上有优势吗?
那就搞500吨煤油好了
bye_jie 发表于 2010-10-18 12:19


    有人说500吨煤油能搞起来,200吨氢氧就搞不起来?现在的50吨级氢氧怎么没搞起来?你有证据吗?规划都是建立在工程和科学的基础上的,不是你看见了才算数。屁民懂什么,为什么一定要你看见?


这种9米的氢氧芯级就是用于载人登月的,标题也没有错。不载人登月,长五运载火箭所有的任务全都能胜任,包括不载人飞火星,金星,木星,土星,天王星,海王星,环月飞行,重型空间站,长五有哪一个不能胜任?长五可满足未来40年的非登月的所有任务。

这种9米的氢氧芯级就是用于载人登月的,标题也没有错。不载人登月,长五运载火箭所有的任务全都能胜任,包括不载人飞火星,金星,木星,土星,天王星,海王星,环月飞行,重型空间站,长五有哪一个不能胜任?长五可满足未来40年的非登月的所有任务。
500吨煤油机在中高空方面没有200吨氢氧能力强。不要只看推力,火箭运载能力不能与推力直接挂钩,那是错误的想法。
马背上的共和国 发表于 2010-10-18 12:28

这么大的火气啊?ok,我是屁民。
bye_jie 发表于 2010-10-18 12:19
地球人都知道,TG要是搞了直径9米的巨型火箭,那肯定是为了登月,不然拿来干嘛,往太空里打022导弹艇?
同样的道理,50吨氢氧机比120吨煤油机的运载能力要强,比200吨级的固体发动机运载能力也要强。印度有200吨推力的固体发动机,但是运载能力还不如我们75吨的常规液体火箭发动机。
氢氧机为什么运载能力强呢?别看它推力小,但可以做到“细水长流”,长时间作用于载荷,达到加速的目的。打个比喻,打火箭就好比做爱,固体发动机只是早泄,液氧煤油只能做4分钟,而氢氧发动机能做30分钟,谁能更让女人达到高潮?
9米直径的火箭LEO能力至少在100-150吨。

当然是可以发射载人登月航天器的。

当然也可以发射六七十吨的超大型同步通讯卫星和大型空间站组件。

{:wu:}{:wu:}
马背上的共和国 发表于 2010-10-18 12:48


太有才了
氢氧机还是需要的,是个好东西。
另外粗大长的火箭看着爽啊,土星V就是经典啊
两,两百吨的氢氧发动机。。。。
YF77我们都没整利索呢
关键是这个9米直径的火箭正式立项了吗?如果只是非正式的讨论,那要变成现实还远得很。
9米直径的,应该不是用200吨氢氧机。
氢氧有优势,但也有缺点:推力小。为了能把火箭抬起来起飞,加速到中高空,就必须要有推力大的发动机来助推。所以助推火箭一般推力大,但工作时间短。西方国家一般用固体燃料助推,中俄用液体燃料助推。助推有两种模式:并联和串联。并联就是捆绑助推器,串联就是把火箭分成多级。无论是并联还是串联,都不能搞得太多,否则火箭可靠性下降,所以现在流行将芯级直接用氢氧发动机,增加运载能力的同时,也增加火箭的可靠性。
在高空,氢氧发动机的优势十分明显。
绿林好汉 发表于 2010-10-18 13:34

也可以用,设计比较灵活,土星五模式和能源模式都可以。但估计还是能源模式,土星五模式的话,200吨氢氧不是非得要用,一二级用煤油机更划算。所以既然要造200吨氢氧,估计还是能源模式。
为什么不是10米?比航天飞机液储箱大1米,比土星5一级小1米
如果200吨氢氧发动机是分级燃烧的话,还可用于未来我国的航天飞机,用处大得很。
土星5号的二、三级都使用J-2氢氧发动机,真空推力也不过100吨左右。如果我们设想中的200吨级氢氧发动机也是用于上面级的话,估计是为了未来6人长期照料的月面基地而准备的,否则不需要这么大地月轨道转移运输能力。从这些年来TG的相关论文来看,似乎在发动机方面倾向于美国风格,在火箭构型方面借鉴毛子风格。
    换句话说,TG立志要搞的650吨级高压补燃单室煤油机,迥异于毛子的多室RD-170/180系列,而类似于美国的F-1。这款发动机一旦立项,未来的登月火箭必然会和土星5号一样,主火箭芯级第一级使用5台左右的煤油机。而预研的千吨级固推,将会以2枚并联模式,作为助推器使用(这一构型与土星5号不同,稍类似能源号的模式)。200吨级氢氧发动机,则作为上面级使用。由于它大大强于MD当年的J-2发动机,所以登月火箭可以比土星5号少一级,采用两级(甚至不排除某些任务模式下,采用一级半构型)模式发射,且该发动机数量也可以精简,从而提高了可靠性。
马背上的共和国 发表于 2010-10-18 12:48

使用氢氧发动机的运载系数更大是因为氢氧机是比冲高,和工作时间长短没有关系。
按齐奥尔科夫斯基公式,火箭运载系数只和箭体结构质量和发动机比冲有关,包括发动机质量在内的结构质量比例越小,发动机比冲越高,运载系数越高。当然实际情况要考虑空气阻力,测控能力等一系列因素影响
直径9米,土星5才10米。那高、总体积该多少?起飞重量,近轨运力多少?还能加四个助推器吗?
反正用煤油、液氧、液氢这些东西,腐蚀性不强吧,可不可以研制复合材料来做?
说着说着就乱了,再看看自己这段留言,漏洞很多,关键是证据不足,罢了,各位跳过吧 ,没什么价值地说。。
目前来看登月没什么实用价值。
lsquirrel 发表于 2010-10-18 15:14

火箭发动机比冲
单位重量(力)推进剂产生的冲量,或单位重量(力)流量的推进剂产生的推力。
用工作时间来作形象比喻。况且比冲的单位也是S。
氢氧发动机的推力本来就小,要达到高性能,离不开工作时间。50吨推力氢氧机与200吨推力固体发动机在同一时间内谁做的功大?当然是固体发动机。50吨推力氢氧机要比200吨推力固体发动机做更多的功,必须依靠更多的时间来完成。
要说常规推进剂火箭发动机也可以增加工作时间,但必须装更多的推进剂,这必然影响运载火箭的总重量和火箭的结构质量,最终是不划算的,所以搭配氢氧发动机是最好的选择。
马背上的共和国 发表于 2010-10-18 15:35

氢氧发动机推力做不大么,氢氧发动机工作时间一定长么,都是否定的。
比冲的秒和工作时间没有任何对应关系,只是牛X秒/千克的约减

氢氧发动机推力做不大么,氢氧发动机工作时间一定长么,都是否定的。
比冲的秒和工作时间没有任何对应 ...
lsquirrel 发表于 2010-10-18 15:45


要钻牛角尖,氢氧机做成3秒的工作时间,固体做成1000秒工作时间都没问题,但这有意义么?氢氧机做成1000吨,固体做成1吨的推力也都可以,但这有意义么?没有限制条件,什么都可以造。
氢氧发动机推力做不大么,氢氧发动机工作时间一定长么,都是否定的。
比冲的秒和工作时间没有任何对应 ...
lsquirrel 发表于 2010-10-18 15:45


要钻牛角尖,氢氧机做成3秒的工作时间,固体做成1000秒工作时间都没问题,但这有意义么?氢氧机做成1000吨,固体做成1吨的推力也都可以,但这有意义么?没有限制条件,什么都可以造。
支持重型火箭 坐看科普
我没说比冲的秒就是等于时间的秒,但在现有条件下高比冲的发动机如果不依靠更多的时间就完不成任务。
象离子发动机,比冲极高,固推,液推,氢氧都不如它,但若离子发动机不是工作时间长,它的高性能如何体现?瞬间能完成?
马背上的共和国 发表于 2010-10-18 11:57
rd120是氢氧发动机?
朵朵195 发表于 2010-10-18 16:05


    少个0
马背上的共和国 发表于 2010-10-18 16:08
哦,没注意不好意思啊
我说呢,看大家都在谈论氢氧机,我还以为自己记忆出现偏差
RD120可说是我国120吨推力液氧煤油发动机的前身,我国也不是全盘引进技术,而是买实物来研究。

我没说比冲的秒就是等于时间的秒,但在现有条件下高比冲的发动机如果不依靠更多的时间就完不成任务。
马背上的共和国 发表于 2010-10-18 15:58


工作时间长是一级半和二级火箭本身的原因,而不是高比冲发动机的原因,更没有什么高比冲发动机不依靠更多的时间就完不成任务,因为高比冲和大推力一点也不矛盾。
RS-68是世界上现役单室推力最大的液体发动机,也是氢氧发动机,美国人的Delta4火箭如果不是二级设计而是如联盟一样搞出四级火箭,RS-68燃烧一百多秒又怎么了?即使如此,二级的Delta4 M第一级燃烧时间245秒,只有一级半的长征五号第一级475秒时间的一半左右。
你的说辞在倒为因果,把现象当原因
我没说比冲的秒就是等于时间的秒,但在现有条件下高比冲的发动机如果不依靠更多的时间就完不成任务。
马背上的共和国 发表于 2010-10-18 15:58


工作时间长是一级半和二级火箭本身的原因,而不是高比冲发动机的原因,更没有什么高比冲发动机不依靠更多的时间就完不成任务,因为高比冲和大推力一点也不矛盾。
RS-68是世界上现役单室推力最大的液体发动机,也是氢氧发动机,美国人的Delta4火箭如果不是二级设计而是如联盟一样搞出四级火箭,RS-68燃烧一百多秒又怎么了?即使如此,二级的Delta4 M第一级燃烧时间245秒,只有一级半的长征五号第一级475秒时间的一半左右。
你的说辞在倒为因果,把现象当原因
小书童 发表于 2010-10-18 15:08


    为什么不换个思路呢?tg未来的登月火箭可以看作是战神5号的另一个版本,或者说是放大的长征5号。9米芯级用5-6台200吨氢氧机,捆绑4个助推器(每个装650吨液氧煤油发动机)。实际上就是把战神5号的两个固发助推器换成4个液发助推器,芯级推力小一些。上面级并联使用YF77就可以了。

工作时间长是一级半和二级火箭本身的原因,而不是高比冲发动机的原因,更没有什么高比冲发动机不依靠更 ...
lsquirrel 发表于 2010-10-18 16:26


你这是另外一种理解。同样的RS-68,如果装固体推进剂,它能工作多长时间?
在现有技术条件和经济条件下,氢氧机的推力比常规推进剂的推力是不是要小?这个是肯定的,要能做大早做了。
假设单位重量的常规推进剂和氢氧推进剂都是1,那么它们产生的冲量分别为F1t1和F2t2,很明显F1t1<F2t2,由于现有条件下F1>F2,那么t1<t2。
工作时间长是一级半和二级火箭本身的原因,而不是高比冲发动机的原因,更没有什么高比冲发动机不依靠更 ...
lsquirrel 发表于 2010-10-18 16:26


你这是另外一种理解。同样的RS-68,如果装固体推进剂,它能工作多长时间?
在现有技术条件和经济条件下,氢氧机的推力比常规推进剂的推力是不是要小?这个是肯定的,要能做大早做了。
假设单位重量的常规推进剂和氢氧推进剂都是1,那么它们产生的冲量分别为F1t1和F2t2,很明显F1t1<F2t2,由于现有条件下F1>F2,那么t1<t2。