921火箭和长征9号有什么区别?在世界上处于什么水平?
现在叫长征5DY,跟美国抢月球的,要在2030年前实现载人登月
921火箭并非正式称呼,只不过他是来自921工程办公室的新一代载人火箭的提案。在今年6月份,龙乐豪在香港大学参加“航天科学家团队进校园”活动中,公开讲座的PPT中出现我国载人登月火箭型号为长征-5DY,DY为“登月”拼音首字母,这应该就是921火箭的正式名称,即将加入长征五号家族豪华套餐。
依据龙院士的报告显示,长征5DY火箭箭长约87米,发射重量约2211吨。整体上采用类似美国德尔塔重型火箭与猎鹰重型火箭的布局,芯一级与助推器都采用直径5米的模块化箭体组成,均采用7台YF-100K火箭发动机布置。YF-100K火箭发动机使用液氧+煤油作为燃料,单台海平面推力1250千牛(约127.6吨),长征5DY火箭发射时总推力为26250千牛(约2780吨)。长征5DY火箭近地轨道运力为70吨,月球转移轨道运载能力为27吨,介时可以将重约25吨的中国载人登月舱送往月球轨道。
长征5DY火箭最大优势在于,技术较为成熟,难度较低。YF-100火箭发动机就是长征5号运载火箭的第一级发动机,已经充分得到检验。而长征5DY火箭的第二级发动机YF-100M则是YF-100发动机的真空版本,第三级发动机YF-75D发动机则是长征5火箭的第二级发动机。该火箭所需的发动机已经整体上研发完毕,只需要进行相应改进调整即可,如此一来火箭整体研发时间可以大大压缩,初步计划在2025年进行首次发射,如此一来,就可以与美国抢前期登月计划。
美国现在已拉拢12个国家参与其阿尔忒弥斯计划,该计划要在2025年前实现载人登月,目前第一枚SLS运载火箭已经制造完毕,预定明年2月份发射。美国的阿尔忒弥斯计划讨厌在其不仅要在月球上建立轨道空间站和地面站,还想要对月球进行跑马圈地,抢占更好月表位置。在这种情况下,抢占登月时间就变得很有必要了,不仅有利于更好的占位置,还有助于拉拢团结其他国家。
如果说长征5DY火箭是基于现有技术,改进出可以实现登月的火箭的话,那么长征9号火箭则是跨越式的突破。长征9号火箭目前设计方案是火箭总长103米,发射重量高达4137吨,近地轨道运力为140吨,地月转移轨道运载能力60吨。长征9号火箭配套研发的YF-130液氧煤油火箭发动机,海平面推力为4800千牛(约490吨),相当于4台YF-100K火箭发动机。而长征9号火箭芯一级直径10米,搭载4台YF-130火箭发动机,4个助推器每根直径5米,搭配2台YF-130火箭发动机,发射时12台YF-130火箭发动机总推力达到5880吨。但相应的技术难度也将大大提升,如果想用长征9号来抢登月时间,想赶鸭子上架一步登天,那么无疑风险将大大提升。
所以短时间内以长征5DY抢前期登月行动也很有必要,长征9号火箭可以作为中长期,建设月球科研站的主要运载工具。并且长征5DY的7台发动机并联进一个箭体的多级并联箭体也很有前景,运载效率较高,单根拿出来用来改用其他发射任务也不错。目前新一轮超重型火箭研发竞赛已经开始,已公开项目中,长征9号是性能最强级别,而长征5号则是位列第五(已退役的不算)。
其他网友观点921运载火箭预计是在2026年首飞,运载能力要比重型猎鹰稍强一些,应该仅次于SLS Block型重型运载火箭。
长征9号运载火箭预计在2028年进行首飞,运载能力比SLS Block2还要强上一筹,堪称世界第一。
也就是说,当921型运载火箭和长征9号重型运载火箭,相继服役之后,我国运载火箭的运载能力可以达到世界一流的水准。
921运载火箭主要就是为了实现载人登月而研制的,长征9号重型运载火箭的任务就不在局限于载人登月,还是载人登火,运送空间站。也就是说,921运载火箭能干的,长征9号都能干,反之921运载火箭则不能干。
921型运载火箭作为为载人登月量身打造的重型运载火箭,921号运载火箭的设计方案也经过了数次的变更才得以最终确定 最终确认的版本就是采用CBC三级半构型的结构模式。
该运载火箭的最大发射重量为2211吨,最大起飞推力为2680吨,起飞推重比为1.21。近地轨道运载能力为70吨,地球同步转移轨道运载能力为32吨,地月转移轨道运载能力为25吨。
根据921运载火箭的运载能力参数可知,其可以将重达25吨的载人登月飞船送入地月转移轨道,以实现载人登月。
921重型运载火箭一共有三个芯级:
芯一级和2个大型助推器共拥有21台YF-100K液氧煤油火箭发动机。YF-100K火箭发动机的单台推力为130吨,那么,21台的总推力也就是2680吨。
芯二级拥有2台YF-100M液氧煤油火箭发动机。YF-100M火箭发动机的推力在130吨左右,那么,芯二级的总推力在260吨左右。
芯三级拥有3台YF-75D液氢液氧火箭发动机,YF-75D火箭发动机的推力为9吨,芯三级的总推力为27吨。
而与921运载火箭,性能相当的主要有重型猎鹰,该火箭的最大起飞重量为1428吨,最大起飞推力为2280吨,推重比高达1.6。而近地轨道运载能力为63.8吨,地球同步转移轨道运载能力为26.8吨,地月转移轨道运载能力在22吨左右。
通过对比921运载火箭,和重型猎鹰运载火箭的运力可知:
重型猎鹰运载火箭的运载系数要比921运载火箭更强。毕竟,可以用1428吨的起飞重量,使得运载能力,堪比起飞重量为2211吨的921运载火箭。
例如:重型猎鹰运载火箭的近地轨道运载系数为0.04,地球转移轨道的运载系数为0.02。而921重型运载火箭近地轨道的运载系数为0.03,地球转移轨道的运载系数为0.01。
由此可见,921型运载火箭的运载系数还有待提高。而运载系数,基本上也就证明了这型火箭的性能。
长征9号重型运载火箭相对于921号运载火箭来说,长征9号运载火箭是,未来我国空天探测的主力军。将承担载人登月,载人登火等重任。
同921运载火箭一样,长征9号重型运载火箭也采用了CBC构型。
其基本最大起飞重量为4137吨,最大起飞推力为5873吨,地球近地轨道运载能力在140吨左右,地月转移轨道运载能力大于50吨,地火转移轨道运载能力为44吨。
而芯一级的直径为10米,助推器的直径为5米。
芯一级安装有4台YF-130的液氧煤油火箭发动机,4个助推器上安装有8台YF-130火箭发动机。
单个YF-130液氧煤油火箭发动机的推力为480吨,芯一级和助推器的总推力也就是在5760吨上下。
芯二级安装有2台推力为220吨的YF-90液氢液氧火箭发动机,总推力为440吨。
芯三级安装有4台推力为25吨的YF-79液氢液氧火箭发动机,总推力为100吨。
综合来看,等到长征9号运载火箭服役之后,其运载能力将成为世界上最强的。
而SLS Block2型运载火箭的起飞重量,在3000吨左右。但是其近地轨道运载能力为130吨,地月转移轨道运载能力为45吨。
通过分析SLS Block2运载火箭,和长征9号运载火箭的运力可知,两者的性能没有多大的差距,运载系数也基本上一样。
可以同样算一下,长征9号运载火箭和SLS Block2运载火箭的运载系数。
长征9号运载火箭的近地轨道运载系数为0.03,地月转移轨道运载能力为0.01。SLS Block2运载火箭的近地轨道运载系数为0.04,地月转移轨道运载系数为 0.01。由此可见,SLS Block运载火箭的运载系数还是要略高与长征9号。
SLS Block2运载火箭使用的发动机还是挺先进的,固体火箭助推器+液氢液氧火箭发动机的组合。在固体助推器技术,液氢液氧火箭发动机技术上,美国还是依然走在世界前列的。也正好是领先的氢氧火箭发动机技术,使得SLS 运载火箭的性能比较强悍。
而液氢液氧火箭发动机的性能高低,也就决定了运载火箭的运载能力的强弱。无论是RS-25E液氢液氧火箭发动机,还是J-2X液氢液氧火箭发动机,其性能基本上已经达到氢氧发动机的天花板了,百尺竿头更进一步的难度还是比较大的。
综合来看,921运载火箭和长征9号运载火箭的,运载能力是已经提上去了,剩下的就是提高发动机的技术。尤其是液氢液氧火箭发动机,固体助推器。
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