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1級半入軌大火箭適合載人!新載人飛船和探月返回艙將合二為一

2020-05-29 00:21 作者:瀚海狼山  | 我要投稿



自從長5B大火箭發(fā)射成功后,1級半入軌就是一個熱門詞匯。那么什么叫做一級半入軌?那個所謂的半級又是指什么?其實長5B大火箭,在第一級的芯級上捆綁了4個助推器,專業(yè)上一般就把助推器只算作半級。所以,長5B大火箭,就是誰誰家的第一種1級半構(gòu)型可入軌的火箭。那么一級半入軌又強在哪里?瀚海狼山(匈奴狼山)認為,目前全球還沒有能夠單靠一級就能入軌的,也就是把有效載荷直接加速到7.9公里每秒以上的單級火箭。因為目前不論固體火箭還是液體火箭都達不到這個能力。因此當今全球,幾乎所有的大火箭都是多級火箭。而一級半就入軌,已經(jīng)是現(xiàn)有火箭能力的極限。目前誰誰家另外兩種推力比較大的火箭,比如發(fā)射神舟載人飛船的長2F火箭,和長7火箭,都是2級半入軌。

其他的現(xiàn)役火箭,包括個別的退役型號,從2級到4級入軌不等。具體來說,兩級入軌的火箭有:長征2號、長征2號丙、長征2號??;兩級半入軌的火箭有:長征2號捆、長征2號F、長征5號、長征7號;三級入軌的火箭有:長征1號、長征3號、長征3號甲、長征4號系列、長征6號;三級半入軌的火箭有:長征3號乙和丙;四級入軌火箭有:固體的長征11號。一般來說,火箭級數(shù)越多,則需要級間分離和依次點火的程序就越多,而飛控也就越復雜。不過級數(shù)越多的火箭,越可以通過推力比較小,技術(shù)相對不算先進的火箭發(fā)動機,把有效載荷送到更高的軌道上。因此級數(shù)少和級數(shù)多的火箭各有利弊。當今的大火箭越來越追求高比沖和燃料、氧化劑無污染。因此低溫高能的大火箭可以用更少的級數(shù)把有效載荷送入目標軌道。


因此長5大火箭和可以一級半入軌的長5B的出現(xiàn)和成熟是一次很大的技術(shù)進步。一級半入軌有兩大最突出的好處:第一,就是級間分離次數(shù)少,火箭的可靠性高。第二,則是比沖大而過載小,在上升段的極限過載不超過3個G,如果用來發(fā)射載人飛行器則舒適性更高。比如誰誰家在首次發(fā)射載人飛船的上升段,就出現(xiàn)了高G震蕩。后來經(jīng)過改進才解決了問題。但是顯然上升段最高過載指標仍然可能大于航天飛機的最高3個G。航天飛機就是一級半入軌載人飛行器的典型代表。航天飛機歷史上出現(xiàn)的大故障,主要在于航天飛機體量太大,無法輕易的逃逸,而且上升段掛在了火箭的中下部。兩次大故障都是和這個掛載位置有關(guān)。如果航天飛機上升時,是處于一級半火箭的頭部,結(jié)果將大不相同。從這一點來講,一級半入軌的低溫高能火箭天然具備載人發(fā)射的先天優(yōu)勢。


長5B最近3年的主要任務就是發(fā)射組裝150噸級空間站,預計未來的4次載人航天任務仍然用傳統(tǒng)而高可靠的長2F和神舟飛船;長7負責貨運為主。2030年以后以長5B和新飛船實現(xiàn)高頻天地往返。長5系列從一開始就可以達到載人標準,只是早期沒過多宣傳而已。新飛船將搭配兩種不同級別的服務艙,深空服務艙燃料多8噸左右,配合推力更大的火箭,單臺最低限度都可以實現(xiàn)繞月返回。2臺串聯(lián)則可以登月返回。有人說僅僅繞月不登月有什么意義?要狼山說,恐怕超級大國當年真正做到的,也不過是繞月后就返回。


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