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1. 什么是“冰箭”
火箭主体内90%是零下252摄氏度的液氢和零下183摄氏度的液氧,这已经接近低温的极限,这就是“冰箭”这个名字的由来。
在它身旁捆绑的几个小火箭,也就是助推器,同样采用超低温液氧和煤油作燃料,煤油燃烧产生水和二氧化碳,氢燃烧只产生水,这不但对于环境来说更加环保,同时煤油的获取很方便,氢也可以通过电解水来制造。
如何处理好低温推进剂和高温发动机,是技术的重大难关。
2. 美国冰箭
土星5号火箭是迄今为止人类在技术和工业领域的最高成就之一,是“美国航天人奋起迎接挑战和万众一心夺取胜利的一面旗帜”。土星5号第一级使用5台洛克达因公司(北美航空创建,后被波音收购研制的F-1液氧煤油发动机。F-1液氧煤油发动机单台推力约700吨,5台捆绑起飞能提供约3500吨推力,是迄今推力最大的单喷嘴火箭发动机。
1967年至1973年期间NASA共发射了13艘土星5号火箭,把人送上月球。每枚火箭成本高达5亿美元(若折合今天币值,应约为40亿美元)。每次发射,相当于将一艘护卫舰射上天,相当于每次烧掉一艘核动力航空母舰。此后土星5号不再制造。【2】
3. 中国冰箭
海南发射场昨晚发射的“冰箭”,正式名称为长征5号。全箭总长约60米,芯级直径达到5米,捆绑四枚3.35米直径的液氧煤油助推器,火箭起飞质量约869吨,近地运载能力25吨,远地运载能力14吨,与国际上主流运载火箭的运载能力相当。
对于我国重型火箭出炉的时间节点,航天科技集团董事长雷凡培曾透露,中国将用15年左右的时间完成推力3000吨级的重型运载火箭研制,2030年左右实现首次飞行,可用于载人登月和大规模深空探测。中国未来重型运载火箭构想的箭体直径达到9米、全长100米、起飞质量达到3000吨、近地轨道运载能力100多吨。【1】。
中国研制冰箭,还是为了登月,当然,登月工程技术极为复杂昂贵,也无法保证每次发射都成功,只能说在有计划地摸索。达到欧美水准还不行,力求能跟踪【3】。
又讯:2017年7月2日19时23分,我国在中国文昌航天发射场组织实施长征五号遥二火箭飞行任务,火箭飞行出现异常,发射任务失利。-----我国冰箭前途曲折。
【1】
http://news.163.com/15/0404/03/AMB0MBQT00014AED.html
【2】
http://news.ifeng.com/mil/special/dahuojian/
【3】http://military.china.com/critical3/27/20160411/22407224.html
航空专家指出,考察液体火箭发动机主要有两个指标,一个是最大推力,另外一个是比冲。在相同的发射重量下,火箭发动机的比冲越高,火箭的运载能力就越强;火箭发动机最大推力越大,所需的发动机数量就越少。资料显示国外目前均采用推力较大、比冲较高的高性能火箭发动机。而与美俄等先进航空大国的航空发动机数据相比,中国的液氧煤油发动机和液态氢氧发动机技术的确还落后不少。
揭秘资料显示,俄罗斯RD-180液氧煤油发动机,真空最大推力4320千牛,真空比冲337.8秒;在氢氧发动机方面,美国的德尔塔4火箭使用本国普惠公司生产的RD-68大推力氢氧发动机,这也是世界上推力最大的氢氧发动机,真空最大推力3445千牛,真空比冲409秒。即使是日本H-IIA/IIB火箭使用的LE-7A氢氧发动机,也达到了最大推力1098千牛,真空比冲442秒指标。
中国长征五号火箭使用的YF-100液氧煤油发动机真空最大推力为1340千牛,真空比冲约330秒;YF-77液氧液氧发动机真空最大推力约为70千牛,真空比冲428秒。在主要的地面启动液氧煤油发动机中,YF-100性能仅仅超过了老式的RS-27、RD-107和Merlin等发动机,YF-77液氢液氧发动机更是在当今世界主流氢氧发动机中推力和比冲双垫底。
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