中国航天技术这么强大为什么不发展火箭回收技术?

张震23352284


前不久,"长征"三号(CZ-3)乙运载火箭成功将广电专用传输卫星

——中星6C卫星送抵地球静止轨道,该卫星主要用于广播和通信,负责提供更加清晰、快捷、精准的语音、广播和数据传输业务。

同时,CZ-3在本次发射升空也标志着"长征"系列火箭发射次数达到了300次,发射成功率达到了96%。长征系列运载火箭实现100次发射用时37年,年均发射2.7次;第二个100次发射用时7.5年,年均发射13.3次;第三个100次发射,仅用了4年多时间,年均发射23.5次。尤其是在2018年,"长征"系列运载火箭的发射次数为37次,第一次让中国坐上全球航天发射次数年度第一的宝座。美国在2018年仅从事了30次火箭发射活动。

同前50次发射相比,"长征"系列火箭后续的250次发射成功率呈梯次递增并处于稳定状态。在"长征"系列火箭第3个100次发射里,其已经把225枚航天器成功送抵预定轨道,发射成功率达到了领先全球的97%。

同样领先全球的,还有"长征"系列运载火箭的整体技术和入轨精度。如今,"长征"系列运载火箭依靠其可靠、安全和环境友好等特性,已经在全球成为了代表中国航天的知名品牌。

可以看出中国航天业正蓬勃发展,这在很大程度上反映出了中国的综合国力尤其是科技水平正在发展壮大。

同样值得注意的是,在更早的3月5日,中国航天科技集团四院发表消息称,由我国最新研制的固体燃料200吨推力级火箭发动机已经成功完成了地面热试车任务,这款发动机将在未来装备在改进型"长征"十一号运载火箭上。

这款火箭发动机是专门为商业航天市场打造的产品,也是当前中国航天史上装药量和推力最大的整体式固体燃料发动机。这款发动机在材料上也有所突破,充分应用了中国科学院在高性能纤维研究领域上所取得的重大成果,以此次为基础,生产了非金属高性能纤维缠绕复合材料作为壳体。该壳体同此前火箭发动机的金属壳体有很大优势,比如拥有更高的强度,质量也更加轻巧。这款发动机71吨的巨大装药量也较之前的发动机增加了一倍。该发动机采用了诸多前沿新技术,使其综合性能处于全球领先水平,在未来能为我国最新的固体火箭提供更强、更具性价比的推力。

"长征"十一号运载火箭在今年将完成4次发射任务,其中包括1次国家发射任务、2次商业发射任务,以及中国航天史上第一次海上发射基础试验任务。

从2014年开始,中国为私营企业从事航天任务提供了极其便利的发展环境。2015年伊始,作为私营企业的北京蓝箭空间科技有限公司(Landscape)成立时,全体职工只有数十人。到了今天,蓝箭空间已经坐拥200多名员工和技术骨干,正在兢兢业业地在世界拓展中国民用航天的名声,想同美国私营航天企业Space X一较高下。在未来,蓝箭空间想将更多的纳米卫星投射到太空中,这也使中国的民用航天业同国家航天事业一道蓬勃发展,让越来越多的国家见识中国航天的整体实力。

对于传统的航天强国俄罗斯,其航天发射的数量长期处于全球领先地位,让对手望尘莫及。然而,俄罗斯近期的航天发射数量略为不佳,直到2016年,俄罗斯彻底失去了领先全球的宝座。在2018年,该国仅仅顺利发射了19次火箭。


利刃军事


▲注释:中国长征五号/九号火箭与美国NASA太空发射系统。

要给这个问题作出正确的答案,并避开一些敏感的话题,先还是简单地引用一下,中国运载火箭专家梁小虹于2018年1月20日在“造就”发表的那场演讲。

当天,火箭专家梁小虹在场讲到了中国火箭技术今后会怎么进步:第一,研发火箭回收并重复利用的技术。“我们正在开展重复使用运载火箭的技术研究,包括伞降回收和垂直起降技术,完成部分试验验证,一些关键技术取得突破”。第二,开发从海平面上发射火箭的技术。“我们可以将一些小火箭和一些商业火箭的发射转移到海上,在公海上怎样打都砸不到人,只能砸着鱼”。第三,研发组合动力飞行器。“我们要集成火箭发动机和航空发动机的优势,实现亚轨道飞行”。第四,研发重型运载火箭。“1000吨以上的叫大火箭,而3000吨的叫重型火箭,它可以把100吨的东西瞬间推到200公里的高度,重型火箭的研制我们要在2030年完成”。另外,梁小虹把2018年定义为了“商业航天的元年”。“商业航天涵盖了小卫星、太空旅游、新材料、航天生物等等众多领域的项目,未来我们一定能发展得更好”。

更早之前,比如说在2017年3月2日,中国另一位航天技术专家包为民在接受新华网记者的采访时说得再明白不过:中国航天科技工作者们主要是通过改进、优化火箭的测试、发射流程,以实现降低现役火箭的成本,但从长远看,可重复使用才是降低成本的有效途径。“与国外主流火箭相比,我国现役的长征系列运载火箭虽然成本低,但随着中国太空探索活动日益增多,降低火箭成本也势在必行”。

新华网还曾引述过中国航天技术专家申麟的话称:中国航天主要有三种可选的火箭回收技术方案。第一种是采用“降落伞+气囊”的回收技术方案。第二种是给火箭助推器上安装可控翼伞,加上小型的控制系统,以使火箭助推器在空中分离后像翼装飞行一样调整角度,借助卫星导航技术滑翔至地表。第三种便是采用与SpaceX相似的垂直起降技术。按照申麟的观点:中国航天技术团队只要选定了火箭回收技术方案,后续技术的进展就会相当快。

至于组合动力飞行器,中国航天技术专家谭永华向新华网记者称:天地往返运输系统的动力系统,要既具有在大气层吸气的航空发动机功能,又能在真空环境下工作的火箭发动机功能,最理想状态就是组合式动力。

▲注释:SpaceX猎鹰火箭发展之路。

▲注释:亚马逊旗下蓝色起源公司研发新格伦火箭。

于是,综上可知:中国航天科技工作者们其实早已开始探索、研究火箭回收技术,亦认同人类可以运用火箭回收技术降低火箭的发射成本,以及提高火箭的发射效率。问题的关键并不在于“中国为啥不发展火箭回收技术”,而是中国航天科技工作者们可能仍然需要有足够的时间去探索、研究火箭回收、重型运载火箭等一整套的软、硬件技术。


我为科技狂


在搞了。一是比较低调,二是慢一拍,所以很多人的印象中,中国是不搞的。

强大两个字看是跟谁比了,印度日本显然落后中国一个档次。但是跟美国比起来,中国差距挺大的,主要是起步晚。

图一:中国的重复使用载具外形图。来源于公开论文。

火箭回收技术这个词儿,比较严谨的说法是”重复使用运载器“。如果你用搜索引擎搜中国回收火箭这个词儿,肯定找不到啥有用的货。但是用”重复使用运载器“或”重复使用航天运载器“就会发现,中国在这方面做了很多研究。

大致梳理一下中国的火箭回收两条技术线。一条算是临时应急的。火箭发射后,助推器用降落伞减速,配合气囊,用水平着陆。水平着陆的助推器或是芯一级,一般是不能重复使用的。

图二:中国特色的三步走。

第二条比马斯克的猎鹰火箭还科幻,而且重要的事说三遍,是长翅膀的,是长翅膀的,是长翅膀的。

分为三代,第一步叫”顶“。类似于美国X-37B。火箭脑袋上顶着航天器,垂直起飞。轨道级入轨完成任务后水平降落。

第二代叫”背“,吸气式高超声速飞机背着航天器,类似于美国SR-71黑鸟侦察机背着D-21无人机的方式。不是垂直发射,而是水平起飞,水平降落。轨道级和高超声速飞机都是可以完全复用的。

图三:中国搞的路线更科幻一些。

第三代叫”跑“,水平起降单级入轨,这时就无所谓什么助推器了。同学们可以脑补一下单机飞出大气层的高达00R。

最后说一下进度,中国的重复使用载具,预计2020年首飞,2030年完成全部试验。


厉兵


真的是不要脸。又“强大”了,总是自己不知道自己吃几碗干饭,知道美国豋月矩今多少年了吗?知道美国航天飞机都不用了吗?知道苏联宇航员加加林死了多少年了吗?知道美国民用卫星把汽车送入太空吗?请告诉我你哪强大?确实比越南老挝的航天技术“强大”!


天涯若比邻53973


本来就是一次性消耗品,有什么必要故意回收。就好比,十年浩劫时代,物资匮乏,避孕套都要洗一洗,撒上滑石粉,晾干了下次再用。如今避孕套太廉价,太多了,没必要多次使用了。其实,美国倡导火箭回收,因为美国严重依赖从俄罗斯进口火箭,寄希望回收可能降低采购火箭的成本。中国自己就可以较低成本制造火箭,因此没必要回收。国情不同,利益格局差异大,行为就不一样。


王俄语


第一,要承认我们还是有技术上的差距。我们的火箭发动机材料一般,不可能完全回收再利用上。如果回收翻新再利用,估计费用和新造差不多。另外,火箭回收过程中的管理控制技术确实复杂,需要极为精细协调,这得有一定的技术储备。

第二,中国航天技术发展有自己的步奏。我们估计还没这个设想实施的蓝图。个人认为,我们的步子可以放大一些。求稳是好事情,但航空航天本来就是在冒险,有时候你不去试,怎能知道行不行?这回马斯克也是在冒很大的风险,发射前也觉得不行要失败。但一下子成功了,也验证了同时启动27台发动机的技术。


jinanyi


举国体制搞一件事情很容易,只要不是特别难的一般砸钱都能行,最后很快就陷入无休止的内耗,上位的不靠能力靠关系,无人敢创新,外行领导内行,人才留不住,以职称定薪酬,人为创造阶级,成绩归于领导,黑锅干活的背,多少年下来只会吹牛了,现在发现一个民营公司竟然超过了举国体制,脸上挂不住了吧。


叶知秋150131576


火箭回收技术,现在是关国 Space X公司的独家技术,其它地方还真没有!


VictorUSA


我们国家应该也在发展火箭回收技术,这是政府、国家、体制决策,外部消息没那么多透露吧!

在陀螺平衡算法及火箭发动机动力装置,我们国内的技术也是超一流的!可以看到一大批优秀的无人机企业在遥感技术已经超一流!只是国内的政府,体制没有优秀的人员去制定空间应用法规,开放给民众!


万速达电配


首先,我们是发展中国家,我们的经济腾飞时间很短。查了一下16年GDP,是96年的十多倍。以前没有办法大力投资。

其次,我们的起点比较低。我们航天技术并没有你想象中的强大。你认真看一下科学家们发表的文章、访谈,他们都是很客观的,远不是外行吹嘘的强大。不是说网上那些文章不对,他们抓住了科学家们说的闪光点,不断的放大,却不能给普通人客观的认识。以长征2、3、4为例,被称为我们的明星火箭,但是实际上使用的是一代有毒燃料,世界航天大国早已经淘汰了。我们长征5使用的发动机推力120吨,而以RD180为代表的同类发动机,推力480吨,现在已经使用了超过一千个,故障率为零。而美国类官方似的发动机已经淘汰,后来被猎鹰火箭拿来用,用捆绑多个发动机的形式还是可以吊打长征5。

再次,航天发展周期长,以长征5为例,86年就开始论证(863计划)。01年预研,06年立项16年首次试验。到现在还没有正式投入使用。周期长达20多年。美国火箭回收也是经过长期研究的。早的没有查过,但是航天飞机时代(69年规划,81年首飞)航天飞机的助推火箭就已经实现回收了。人家已经发展了几十年,我们要追上还需要一定时间。


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