五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】天宫遨游 -- 心有戚戚

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      • 家园 可否说说今天试车成功的新发动机
        • 家园 【原创】星辰大海之舟

          近日,世界最大推力整体式固体火箭发动机试车成功。

          该发动机直径3.5米,推力达500吨,采用高性能纤维复合材料壳体、高装填整体浇注成型燃烧室、超大尺寸喷管等多项先进技术,发动机综合性能达到世界领先水平。试验的成功,标志着我国固体运载能力实现大幅提升,为我国运载火箭型谱发展提供了更多的动力选择,对推动未来大型、重型运载火箭技术的发展具有重要意义。

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          目前,代表性的商用固体火箭发动机是有洲际导弹血统的长征11号运载火箭一级:直径2米、推力120吨。火箭于2009年首飞,一级发动机是当时国内最大的整体式固体火箭发动机。

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          2019年,捷龙三号商业航天运载火箭研制的直径2.6米、推力200吨的整体式固体发动机点火成功。这使得固体火箭的运载能力差不多翻倍。

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          由此完成了整体式固体发动机三步跳:一百吨级、二百吨级、五百吨级。五百吨已差不多是整体式固体发动机可以运输的极限。要加大长度,增加装药,须用分段式固体发动机,也就是把几段筒体连起来。首次尝试是长征6A的火箭的捆绑固体助推器,发动机燃烧室由2个直径2米的舱段对接而成,推力120吨。由于和长征11一级火箭的直径和推力相同,所以长度应该相仿。用了两段式的目的可能主要是为了试验分段式的工艺、毕竟是头一回玩。民用的固体发动机强度没有军用的高,分段式还可以降低生产成本。

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          之后,大直径分段式发动机相继试车成功,分段对接技术不断发展,技术成熟度快速提升。

          2020年12月30日,我国自主研制的直径最大、装药量最大、工作时间最长的固体分段式助推器——民用航天3.2米3分段大型固体火箭发动机地面热试车——的圆满成功,极大地提升了我国大型固体火箭发动机的技术和能力水平。

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          以上3.2米直径3分段大型固体火箭发动机推力估计差不多也是500吨。和之前的百吨级分段固体火箭发动机相比,是第二跳。第三跳的目标就是千吨级。

          目前,基于500吨推力整体式固体发动机,航天科技集团四院已经在开展直径3.5米级分段发动机的研究,发动机分5段,最大推力将达到千吨级以上,可应用于大型、重型运载火箭固体助推器中,以满足我国空间装备、载人登月、深空探索等航天活动对于运载工具的不同发展需求,为建立国内固体、液体运载火箭相得益彰,以及完善的航天运输系统提供更加强大有力的动力支撑。

          千吨级固体发动机的用途估计就如pkyjp网友所说,是用在长征9号火箭上的。不过应该不会是芯级,而是固体助推器。当然,长征9号火箭的设计几易其稿,目前还未确定。最初,全液体火箭方案胜出:

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          现在看来,有了千吨级的分段固体发动机,原先的固体助推方案很可能复活:

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          主要原因是固体火箭的成本较低,壳体还可回收复用(伞降海面)。而液体发动机助推器要一下全部软着陆回收比较困难,丢弃又非常浪费。新版长征9号火箭的芯级有可能会回收到大驳船上,这样整体发射成本有望大幅减少。即使芯级不会收,由于液体发动机总数量少了一半,也可以承受。

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          • 家园 我比较俗

            看见个火箭发动机就联想洲际投掷能力

            • 家园 【原创】固体火箭发动机原为导弹而生

              最早应用于弹道导弹是美国的北极星潜射导弹:

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              500吨的整体式固体火箭发动机即使对洲际导弹来说还是太大(200吨都用不了),应该是用于商业火箭,比如捷龙三号的后继型号。使用200吨的整体式固体火箭发动机的捷龙三号是目前捷龙系列中箭体直径最大、运载能力最强、整流罩包络空间最大的一型火箭,采用四级固体串联构型,箭体最大直径2.64米,复合材料整流罩直径3.35米,起飞质量140吨,500千米太阳同步轨道(SSO)运载能力1.5吨。不仅可以陆地上发射,还可采用海射,更加灵活(下图航天科技干脆把捷龙三号P到了长征11号海射图上,“SD-3”英文全称为“Smart Dragon-3”):

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              虽然商业固体火箭发动机的结构和强度和导弹弹体有所不同,但是燃料基本一致。固体火箭发动机的商业应用有助于固体火箭燃料的规模化生产。一旦固体火箭燃料的生产成本下降,固体火箭的整体成本就可以和液体火箭拉开差距。这对国防和民用航天都有重大意义。比如捷龙三号就可将单位载荷的发射成本降低至1万美元/公斤,具有较强的市场竞争力。如果使用500吨固体火箭发动机的捷龙三号后继型投入使用,更可满足商业卫星星座大规模组网发射需求(比如一箭20星)。

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            • 家园 500吨推力的蛋蛋

              得有300吨的重量,妥妥的世界第一啦

              • 家园 可以反方向飞

                走南极,避开北美防空司令部的拦截。这是前苏联的一个没有实现的思路。

                • 家园 毛子弄出来R36O,少量装备

                  首先进入150公里低轨道,可以从任何方向打击美国,因为受联合国条约限制,不能在轨道上部署核武器,所以只能绕多半圈,后来美苏新条约连绕多半圈都禁止了,R36O就退役了。

                  中国70年代有类似的计划,东风6号导弹,80年代就下马了,不过因为不受美苏条约限制,的确可以弄个新的。。。

                  通宝推:心有戚戚,
          • 家园 小孩才做选择

            固体液体都做成货架产品,哪个好用就选哪个,还可以取长补短搭配使用。。。

            航天科技目前有120吨,200吨,500吨三个档次的固体发动机, 有猜想120吨推力的是东风41的马甲,那200吨推力的会不会是重型井射导弹的马甲?

            • 家园 spx还是挺厉害,猛禽室压做到300bar+了
              • 家园 基本就是苏联末期的水平

                毛子当年真NB,可惜活活被这些NB项目给拖死了,300bar的室压没办法解决排队买香肠的问题。

                SpaceX单个公司继承苏联遗志,当然也是很NB,但距离空天一体这些脑洞级科技还远。。。

        • 家园 长9发动机

          长征9号火箭芯级发动机,重型火箭2028左右首飞

      • 家园 还能生孩子?

        一般情况,在空间暴露后,不建议再生孩子

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