中國航天技術這麼強大為什麼不發展火箭回收技術?

張震23352284


前不久,"長征"三號(CZ-3)乙運載火箭成功將廣電專用傳輸衛星

——中星6C衛星送抵地球靜止軌道,該衛星主要用於廣播和通信,負責提供更加清晰、快捷、精準的語音、廣播和數據傳輸業務。

同時,CZ-3在本次發射升空也標誌著"長征"系列火箭發射次數達到了300次,發射成功率達到了96%。長征系列運載火箭實現100次發射用時37年,年均發射2.7次;第二個100次發射用時7.5年,年均發射13.3次;第三個100次發射,僅用了4年多時間,年均發射23.5次。尤其是在2018年,"長征"系列運載火箭的發射次數為37次,第一次讓中國坐上全球航天發射次數年度第一的寶座。美國在2018年僅從事了30次火箭發射活動。

同前50次發射相比,"長征"系列火箭後續的250次發射成功率呈梯次遞增並處於穩定狀態。在"長征"系列火箭第3個100次發射裡,其已經把225枚航天器成功送抵預定軌道,發射成功率達到了領先全球的97%。

同樣領先全球的,還有"長征"系列運載火箭的整體技術和入軌精度。如今,"長征"系列運載火箭依靠其可靠、安全和環境友好等特性,已經在全球成為了代表中國航天的知名品牌。

可以看出中國航天業正蓬勃發展,這在很大程度上反映出了中國的綜合國力尤其是科技水平正在發展壯大。

同樣值得注意的是,在更早的3月5日,中國航天科技集團四院發表消息稱,由我國最新研製的固體燃料200噸推力級火箭發動機已經成功完成了地面熱試車任務,這款發動機將在未來裝備在改進型"長征"十一號運載火箭上。

這款火箭發動機是專門為商業航天市場打造的產品,也是當前中國航天史上裝藥量和推力最大的整體式固體燃料發動機。這款發動機在材料上也有所突破,充分應用了中國科學院在高性能纖維研究領域上所取得的重大成果,以此次為基礎,生產了非金屬高性能纖維纏繞複合材料作為殼體。該殼體同此前火箭發動機的金屬殼體有很大優勢,比如擁有更高的強度,質量也更加輕巧。這款發動機71噸的巨大裝藥量也較之前的發動機增加了一倍。該發動機採用了諸多前沿新技術,使其綜合性能處於全球領先水平,在未來能為我國最新的固體火箭提供更強、更具性價比的推力。

"長征"十一號運載火箭在今年將完成4次發射任務,其中包括1次國家發射任務、2次商業發射任務,以及中國航天史上第一次海上發射基礎試驗任務。

從2014年開始,中國為私營企業從事航天任務提供了極其便利的發展環境。2015年伊始,作為私營企業的北京藍箭空間科技有限公司(Landscape)成立時,全體職工只有數十人。到了今天,藍箭空間已經坐擁200多名員工和技術骨幹,正在兢兢業業地在世界拓展中國民用航天的名聲,想同美國私營航天企業Space X一較高下。在未來,藍箭空間想將更多的納米衛星投射到太空中,這也使中國的民用航天業同國家航天事業一道蓬勃發展,讓越來越多的國家見識中國航天的整體實力。

對於傳統的航天強國俄羅斯,其航天發射的數量長期處於全球領先地位,讓對手望塵莫及。然而,俄羅斯近期的航天發射數量略為不佳,直到2016年,俄羅斯徹底失去了領先全球的寶座。在2018年,該國僅僅順利發射了19次火箭。


利刃軍事


▲註釋:中國長征五號/九號火箭與美國NASA太空發射系統。

要給這個問題作出正確的答案,並避開一些敏感的話題,先還是簡單地引用一下,中國運載火箭專家梁小虹於2018年1月20日在“造就”發表的那場演講。

當天,火箭專家梁小虹在場講到了中國火箭技術今後會怎麼進步:第一,研發火箭回收並重複利用的技術。“我們正在開展重複使用運載火箭的技術研究,包括傘降回收和垂直起降技術,完成部分試驗驗證,一些關鍵技術取得突破”。第二,開發從海平面上發射火箭的技術。“我們可以將一些小火箭和一些商業火箭的發射轉移到海上,在公海上怎樣打都砸不到人,只能砸著魚”。第三,研發組合動力飛行器。“我們要集成火箭發動機和航空發動機的優勢,實現亞軌道飛行”。第四,研發重型運載火箭。“1000噸以上的叫大火箭,而3000噸的叫重型火箭,它可以把100噸的東西瞬間推到200公里的高度,重型火箭的研製我們要在2030年完成”。另外,梁小虹把2018年定義為了“商業航天的元年”。“商業航天涵蓋了小衛星、太空旅遊、新材料、航天生物等等眾多領域的項目,未來我們一定能發展得更好”。

更早之前,比如說在2017年3月2日,中國另一位航天技術專家包為民在接受新華網記者的採訪時說得再明白不過:中國航天科技工作者們主要是通過改進、優化火箭的測試、發射流程,以實現降低現役火箭的成本,但從長遠看,可重複使用才是降低成本的有效途徑。“與國外主流火箭相比,我國現役的長征系列運載火箭雖然成本低,但隨著中國太空探索活動日益增多,降低火箭成本也勢在必行”。

新華網還曾引述過中國航天技術專家申麟的話稱:中國航天主要有三種可選的火箭回收技術方案。第一種是採用“降落傘+氣囊”的回收技術方案。第二種是給火箭助推器上安裝可控翼傘,加上小型的控制系統,以使火箭助推器在空中分離後像翼裝飛行一樣調整角度,藉助衛星導航技術滑翔至地表。第三種便是採用與SpaceX相似的垂直起降技術。按照申麟的觀點:中國航天技術團隊只要選定了火箭回收技術方案,後續技術的進展就會相當快。

至於組合動力飛行器,中國航天技術專家譚永華向新華網記者稱:天地往返運輸系統的動力系統,要既具有在大氣層吸氣的航空發動機功能,又能在真空環境下工作的火箭發動機功能,最理想狀態就是組合式動力。

▲註釋:SpaceX獵鷹火箭發展之路。

▲註釋:亞馬遜旗下藍色起源公司研發新格倫火箭。

於是,綜上可知:中國航天科技工作者們其實早已開始探索、研究火箭回收技術,亦認同人類可以運用火箭回收技術降低火箭的發射成本,以及提高火箭的發射效率。問題的關鍵並不在於“中國為啥不發展火箭回收技術”,而是中國航天科技工作者們可能仍然需要有足夠的時間去探索、研究火箭回收、重型運載火箭等一整套的軟、硬件技術。


我為科技狂


在搞了。一是比較低調,二是慢一拍,所以很多人的印象中,中國是不搞的。

強大兩個字看是跟誰比了,印度日本顯然落後中國一個檔次。但是跟美國比起來,中國差距挺大的,主要是起步晚。

圖一:中國的重複使用載具外形圖。來源於公開論文。

火箭回收技術這個詞兒,比較嚴謹的說法是”重複使用運載器“。如果你用搜索引擎搜中國回收火箭這個詞兒,肯定找不到啥有用的貨。但是用”重複使用運載器“或”重複使用航天運載器“就會發現,中國在這方面做了很多研究。

大致梳理一下中國的火箭回收兩條技術線。一條算是臨時應急的。火箭發射後,助推器用降落傘減速,配合氣囊,用水平著陸。水平著陸的助推器或是芯一級,一般是不能重複使用的。

圖二:中國特色的三步走。

第二條比馬斯克的獵鷹火箭還科幻,而且重要的事說三遍,是長翅膀的,是長翅膀的,是長翅膀的。

分為三代,第一步叫”頂“。類似於美國X-37B。火箭腦袋上頂著航天器,垂直起飛。軌道級入軌完成任務後水平降落。

第二代叫”背“,吸氣式高超聲速飛機揹著航天器,類似於美國SR-71黑鳥偵察機揹著D-21無人機的方式。不是垂直髮射,而是水平起飛,水平降落。軌道級和高超聲速飛機都是可以完全複用的。

圖三:中國搞的路線更科幻一些。

第三代叫”跑“,水平起降單級入軌,這時就無所謂什麼助推器了。同學們可以腦補一下單機飛出大氣層的高達00R。

最後說一下進度,中國的重複使用載具,預計2020年首飛,2030年完成全部試驗。


厲兵


真的是不要臉。又“強大”了,總是自己不知道自己吃幾碗乾飯,知道美國豋月矩今多少年了嗎?知道美國航天飛機都不用了嗎?知道蘇聯宇航員加加林死了多少年了嗎?知道美國民用衛星把汽車送入太空嗎?請告訴我你哪強大?確實比越南老撾的航天技術“強大”!


天涯若比鄰53973


本來就是一次性消耗品,有什麼必要故意回收。就好比,十年浩劫時代,物資匱乏,避孕套都要洗一洗,撒上滑石粉,晾乾了下次再用。如今避孕套太廉價,太多了,沒必要多次使用了。其實,美國倡導火箭回收,因為美國嚴重依賴從俄羅斯進口火箭,寄希望回收可能降低採購火箭的成本。中國自己就可以較低成本製造火箭,因此沒必要回收。國情不同,利益格局差異大,行為就不一樣。


王俄語


第一,要承認我們還是有技術上的差距。我們的火箭發動機材料一般,不可能完全回收再利用上。如果回收翻新再利用,估計費用和新造差不多。另外,火箭回收過程中的管理控制技術確實複雜,需要極為精細協調,這得有一定的技術儲備。

第二,中國航天技術發展有自己的步奏。我們估計還沒這個設想實施的藍圖。個人認為,我們的步子可以放大一些。求穩是好事情,但航空航天本來就是在冒險,有時候你不去試,怎能知道行不行?這回馬斯克也是在冒很大的風險,發射前也覺得不行要失敗。但一下子成功了,也驗證了同時啟動27臺發動機的技術。


jinanyi


舉國體制搞一件事情很容易,只要不是特別難的一般砸錢都能行,最後很快就陷入無休止的內耗,上位的不靠能力靠關係,無人敢創新,外行領導內行,人才留不住,以職稱定薪酬,人為創造階級,成績歸於領導,黑鍋幹活的背,多少年下來只會吹牛了,現在發現一個民營公司竟然超過了舉國體制,臉上掛不住了吧。


葉知秋150131576


火箭回收技術,現在是關國 Space X公司的獨家技術,其它地方還真沒有!


VictorUSA


我們國家應該也在發展火箭回收技術,這是政府、國家、體制決策,外部消息沒那麼多透露吧!

在陀螺平衡算法及火箭發動機動力裝置,我們國內的技術也是超一流的!可以看到一大批優秀的無人機企業在遙感技術已經超一流!只是國內的政府,體制沒有優秀的人員去制定空間應用法規,開放給民眾!


萬速達電配


首先,我們是發展中國家,我們的經濟騰飛時間很短。查了一下16年GDP,是96年的十多倍。以前沒有辦法大力投資。

其次,我們的起點比較低。我們航天技術並沒有你想象中的強大。你認真看一下科學家們發表的文章、訪談,他們都是很客觀的,遠不是外行吹噓的強大。不是說網上那些文章不對,他們抓住了科學家們說的閃光點,不斷的放大,卻不能給普通人客觀的認識。以長征2、3、4為例,被稱為我們的明星火箭,但是實際上使用的是一代有毒燃料,世界航天大國早已經淘汰了。我們長征5使用的發動機推力120噸,而以RD180為代表的同類發動機,推力480噸,現在已經使用了超過一千個,故障率為零。而美國類官方似的發動機已經淘汰,後來被獵鷹火箭拿來用,用捆綁多個發動機的形式還是可以吊打長征5。

再次,航天發展週期長,以長征5為例,86年就開始論證(863計劃)。01年預研,06年立項16年首次試驗。到現在還沒有正式投入使用。週期長達20多年。美國火箭回收也是經過長期研究的。早的沒有查過,但是航天飛機時代(69年規劃,81年首飛)航天飛機的助推火箭就已經實現回收了。人家已經發展了幾十年,我們要追上還需要一定時間。


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