03.02 是否可以把三枚长征五号并联在一起组成一枚重型火箭?

ThisIsTech


可以是可以,但是技术难度很高,而且推力并不见得很大,请听我给你分析一下。

第一说它可以,就是并联技术,中国早已掌握。中国各型号的火箭都可以实现捆绑助推器,长征五号更是把助推器直径做到了3.35米。三枚芯级并联对中国来说不存在无法跨越的障碍。

第二,说它难度很高。主要是因为长征五号的芯级使用的是氢氧发动机,YF-77发动机是中国新研发的,还处于飞行验证阶段。长征五号遥二的事故原因就是氢氧发动机故障。作为航天领域的研发难点,氢氧发动机从生产到控制都存在一定的难度。现有的火箭最多都是并联两台氢氧发动机,很少有多台并联的。长征五号芯一级YF-77发动机推力比较小,但也只是使用了两台。三个芯级并联,六台氢氧发动机,带来的难度还是很高的。目前,只有美国的德尔塔四使用三个液氢燃料芯级并联的方案,其他国家都没有把液氢燃料火箭做助推器的。

第三,说它推力不会很大,因为长五的芯一级推力并不大,只有两台50吨级的氢氧发动机并联,就算三个芯级绑在一起,推力又能有多大呢?长征五号的起飞推力主要是靠四个助推器,把助推器都去掉,只绑上芯级的做法是不划算的。


未来如果芯一级换用200吨级大推力氢氧发动机,或者直接换成两台480吨液氧煤油发动机的话,三芯并联倒也不是不可能。但目前来看,长征五号的各种衍生型号基本都已经定型了,不太可能再增加这种方案。另外重型火箭长征九号正在论证,如果国家需要重型的话,应该很快就会立项。


东城观星


没有技术难度,而是发动机最优化组合,目前芯级YF-77氢氧发动机的推力小,地面推力仅有52吨,2台并联104吨推力,4颗捆绑助推的YF-100有8颗,提供960吨推力,合计1064吨推力,起飞重量867吨。

助推器总重624吨,比冲180秒,当分离助推器时,芯一级燃料消耗60吨,此时火箭重量183吨,而芯一级此时的海平面推力为2*70=140吨,火箭倾斜飞行推力小于重力,此时利用空气迎角获得的升力换取与重力的平衡,另外速度损失换取高度的增加。

再90秒后抛弃整流罩,此时火箭重量148吨,发动机真空推力148吨,火箭离心力抵消部分重力分量,继续提高飞行高度与速度。

再200秒后抛弃芯一级,此时火箭重量64吨,2台二级发动机推力16.2吨>重力-离心力。

工作360秒后关机,此时火箭重量54吨,发动机喷口自然降温冷却,以获取最佳工作温度点。

约600秒后,发动机已冷却,二次启动。

再工作340秒后,入轨,96秒后星箭分离,低轨道25吨发射完成。

如果是高轨道,此时三级火箭启动,推力6.5千克,多次断续工作,累计工作6.5小时后14吨卫星入轨。

ˉˉ可以看到芯一级的发动机推力太小,芯一级自重176吨,自己推自己都不行,并3发的结果就是原地不动。而捆绑的煤油发动机能提供960吨推力,但是工作时间只有180秒。所以这是一个最佳组合,后面又分段利用了空气升力,离心力来抵消重力。

另外可以看到氢氧发动机的海平面与真空推力较地面时高的多,而在地面时煤油发动机的推力较高。

而煤油发动机相对自身重量的输出效率仅有氢氧发动机的70%,所以这个组合也可以说是我们的氢氧发动机推力太小造成的。

等长征9号的220吨氢氧发动机出来,就可以3颗芯一级并联,6台地面推力1320吨了,近地输送能力应能达到35吨,就叫长征12号了。


mumumu4


从你这问题就可看出,靠目前这种反冲动力进行宇宙探索,真不是事!

从原理上讲,要想火箭负荷更大,只能这样一堆小火箭捆绑组建。单一超大火箭体积太大,材料强度不允许。但是,小型火箭搭积木式组建,一方面,存在最小元体积限制,另一方面,是谐调控制技术复杂性限制,再一方面,燃料负荷比也到了瓶颈,第四,最要命的是,太空宇宙航行一直靠喷物质形成动力,这根本就不可能旅行多远。

实际上,任何动力系统,衡量你动力大小都是说你能流密度。地面上跑的汽、柴油发动机,电动机其输出功率,也一样用能流密度可说明其动力大小,类似火箭动力衡量。电磁场的能流密度是由坡印亭矢量来度量,只不过人们不能通过喷射反冲电磁场形成大推力,如果能用坡印亭矢量来估算电火箭动力,则人类远征太空的梦想就基本达成了。

目前,已经在开始做这方面工作。不仅如此,人们顺着这个思路,还更进一步实现能流密度更高,速度更快的动力系统。火箭动力系统可能很快就被淘汰,因此,不用想捆三还是捆n方式,将眼光放得更深远些。


谭宏21



zagsoft


因为中国火箭发动机技术还不算先进,所以现在长五用的火箭发动机,推重比小于1,所以如果不绑助推器,单长五是无法飞起来的,三个长五绑一起可想而知了,三个都飞不起来,美国的重型猎鹰敢三个绑一起发射,是发动机技术好,推重比高,所以现在困扰中国太空技术的,其实是火箭发动机


萤火五号


并联的技术难度远高于串联。故此像技术水平较低的朝鲜等国都采用加长火箭的方式增加推力,以搭载更大的有效载荷,形成不成比例的筷子式火箭。

并联的最大难度在于控制系统,从长征2号到并联四台助推火箭的长二捆,中国的航天系统科研人员花费了将近十年,如何协调芯级和助推火箭、实现调姿的技术门槛甚高,而直接并联三枚芯级难度更大,其成本或高于研发一种新型火箭。


用户6997638524


长五火箭本身就是捆绑好的火箭组合体,还怎么再捆绑?那些推力大的单体火箭还差不多。推进技术上应该瓶颈不多。主要还是材料差老美太多吧。个人愚见了解也只是一般民科水平。


冰隐尼克73618857


火箭分火箭发动机,燃料仓,搭乖仓三部份,火箭推力由火箭发动机提供,燃料仓是给火箭发动机提供能量的,当运送重量很大,又没有技术上成熟,推力足夠大的发动机可用时,可以采用捆板多台发动机的方法来实现大推力火箭运送,在理论上,捆邦三台发动机方案是可行的,在实际操作上,捆绑三台发动机的工艺要求,比梱绑四台发动机的工艺要求,在平衡发射方面更难,任何技术方案的提出都不能离开现有的技术水平,否则就会成为不可行方案。捆绑多台发动机方案与单台大功率发动机方案比较,在相同的运送能力的情况下,火箭整体重量更轻,消耗的火箭燃料会少很多,所以在考虑这个问题时,是必须要经过综合比较论证的。


龙一欧


那是大烟花!火箭系统里面有一条,设备越复杂出问题概率越高,比如,如果火箭发动机推力不足要用多个推力小的发动机代替,那么发射失败概率增加几十倍,甚至上百倍。这是前苏联火箭和美国得出来的经验和教训。所以当年两国投入巨资研发大推力火箭发动机。


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