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最新版长征九号亮相珠海航展,箭体酷似星舰,运力强大可重复使用

来源: 科普大世界 时间: 2022-11-11 15:54:22

最新版长征九号亮相珠海航展,箭体酷似星舰,运力强大可重复使用


(资料图片仅供参考)

今年11月8日至13日,第14届珠海航展将在珠海国际航展中心举行,很多先进航空航天装备的实物或模型已摆到了展台上,在航天领域展台,巨柱一般的长征九号火箭模型尤为受人关注,来看看现场图片:

上图中近处有着巨大身姿的火箭就是长征九号的最新模型了,同比例体积之下,目前我国在用的最大火箭长征五号的模型在它面前就小多了,体积相差了好几倍,用长征5号的体量去想象长征九号的巨大,会产生十分震撼的感受。

长征九号是我国正在研制的超重型火箭,实际上这款火箭于2016年9月就已经立项,目前其一二三级发动机都已处于研制成功的收尾阶段,火箭壳体、整流罩以及级间环等也都早已下线,2021年3月10日航天科技集团有限公司副总经理李洪公开表示长征九号超重型运载火箭有望在五年内实现成功飞天,那么也就是说在2026年3月之前,这款火箭就有可能首飞。

但是首飞的长征九号大概率和目前我们的航展上能看到的长久的模型是完全不一样的,我们先看本次珠海航展上的长九模型,很明显它是光杆无助推构型,而且上下一样粗,但是5年内首飞的长征九号大概率会是四助推构型的。

看上图,这是之前有人制作的一张长征五号与长征九号的实际比例模拟图,发射台上的是长征五号,旁边更为高大的火箭是长征九号,要比长征五号的发射台还高大,其体量比长征五号大了好几倍。

虽然两者大小差别较大,但两者的构型却很相似,都是四助推构型,这款长征九号实际上是2016年9月立项时设定的长征九号的构型,目前这一构型的长征九号火箭的大多数部件已研制成功,李洪所说的5年内首飞的长九大概率就是这一构型了。

但很多朋友也都知道长征九号的构型经历了很多的变化,特别是在这两年中,可以说几个月就有一次变化,光杆无助推构型是2021年由火箭专家龙乐豪院士首次提出的,这种构型提出之后至少又经历了两种变化,高度、直径、所用燃料、发动机型号以及发动机数量都在不断变化中,至于会发展哪款?目前还没定论。

下图中075型两栖攻击舰上三发高大的火箭是长征九号十余年来公布的其中三款构型,最右车为长征五号火箭。

相对于正在制造的这款四助推构型的长征九号,这两年出现的多版本光杆五柱推构型的长征九号超重型火箭其实变化非常大。

无论是新出的哪一款构型,其改变都不单体现在构型上,在长度、直径、发动机,所用燃料等等各方面其实都有彻底的改变,实际上完全可以说它是又一种超重型火箭了,或者说它是一种新型的超重型火箭。

之所以会有多款长九构型,其实也体现了我们在超重型火箭的研制方面务实推进和不断创新的思路和做法,就是先以现有技术打造一款可靠的超重型火箭,研制的同时再利用更先进的思路和技术设计更好的火箭,新火箭的设计目标是什么呢?这两年不断更换的长九火箭构型的总体变化趋势其实也显而易见,要打造的新超重型火箭就是为了更加经济实用,最大的体现就是可回收重复使用。

我们看这次珠海航展上的长九模型,其中间部位很明显有4个格栅舵,它就是为了回收的时候用的,当一级火箭将二三级火箭及载荷送入太空之后,一级返回时格栅舵打开,根据此前公布的资料,我国将使用绳索拦截阻降技术回收超重型火箭的一级箭体,下图中红框部分便是一级火箭的格栅舵。

为什么要回收呢?道理也很简单,可重复使用能省不少钱,火箭箭体上比较贵重的就是火箭发动机,如果不回收重复使用,那么再好的发动机也将是一次性用品,这个损耗是相当巨大的,而光杆无助推超重型火箭的一级箭体上将安装20台以上的发动机,价格相当昂贵,马斯克SpaceX公司的星舰上甚至安装了30多台,如果能回收重复使用,毫无疑问将可大大节省费用,马斯克的猎鹰火箭已经做到了一级火箭可重复使用10次以上,所以猎鹰火箭可以非常便宜地发射航天器,已成全世界最具竞争力的私营航天发展公司。

从长征九号的构型变化来看,实际上这款火机的设计理念一直在向着“星舰”靠拢,这也是因为星舰代表了当今世界上最先进的设计理念——简洁便捷和可重复使用,长征九号的光杆无助推构型其实已经和星舰十分相似了,说它是“中国版星舰”是很恰当的。

可能有些朋友会对我们学习马斯克的星舰技术和理念有些排斥心理,其实这大可不必,有一款火箭构型简洁、发射便捷,又能重复使用,那不也正是我们所需要的吗?航天英雄杨利伟也曾说过马斯克的先进火箭技术是值得学习和借鉴的。

不过值得一提的是,此次珠海航展上的长九模型和以往出现的多款长九构型都不一样,因为之前的长九的第3级的直径都设计成了7米,但是这款长九上下一样粗,箭体极似星舰,或者说构型彻底地靠向星舰,难怪有网友说长征九号终究还是变身为“中国版星舰”了!很显然这又是一款新的长征九号火箭,有消息称龙老PPT中最新出现的一款长征九号就是上下一样粗,那么这个模型很可能就是最新版的长征九号。

目前还不知道这款新长九的相关参数,根据龙老最新PPT中透露的新版长征九号标准型的直径是10.6米,高度是114米,从体积上看是比马斯克的星舰(直径9米,高度119米)更大的,而发射总重量为4122吨,一级推力为5873吨,一级火箭有24台推力240吨的液氧煤油发动机,二级火箭为4台推力120吨的氢氧补燃发动机,三级火箭为1台推力120吨的氢氧补燃发动机,同时表示了应该预研液氧甲烷发动机,说明将来可能会用这种发动机替换液氧煤油发动机。

这款长征九号火箭的运载能力也很惊艳,近地轨道运载能力在100~160吨之间,高轨或星际转移轨道的运载能力在35~53吨之间,而且这款长九既然已被设计成了模型拿出来展览,说明也是一种比较成熟和实用的方案,立项研制的可能很大。

长征九号是我国目前设计和制造的最大型的火箭,很多人认为它将像当年土星五号完成美国阿波罗登月计划一样成为我国的登月火箭,毕竟它的体积和重量都和土星五号差不多,但实际上我国的主力登月火箭是正在研制的新一代载人火箭(通常又被叫做921火箭或CZ-5DY火箭),我国的载人登月计划将由新一代载人火箭完成。

长征九号应该是负责大型月球基地的运输任务,也会负责地球近地轨道和甚至静止轨道的大型航天器发射任务,但除此之外它的主要任务是载人登火,将来的长征九号很可能是我国航天员往返地球与火星的星际火箭。

参考资料:

《北京青年报·青瞳视角》11月5日文章《多个“首次亮相”的国之重器惊艳珠海航展》

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