长征2号运载火箭是用于发射我国载人航天器的运载火箭。先后把11艘神舟号宇宙飞船和天宫号轨迹空间站发射上了太空。咱们都认为这枚火箭很大,它的起飞分量在480吨,近地轨迹的运载才能在8.4吨。
》不比不知道,跟大火箭比起来,长征2号运载火箭便是牙签。
现在,国际上最大的运载火箭是Space x公司的重型猎鹰,发射分量到达1400吨。而传奇运载火箭土星5号,是美国用来发射阿波罗系列登月飞船的运载工具,它的起飞分量更是高达3000吨。
前苏联为了登月,从前造出过一个起飞分量和土星5号运载火箭适当的运载火箭N1。运用了几十台小的火箭发动机进行并联作业,才完成了巨大的推力。可是并联作业的火箭发动机全体可靠性差,所以这枚火箭发射了几回都失利了。
作为作业在高温高压劣等极端苛刻环境下的火箭发动机,它的规划和出产难度都十分大。一旦发动机呈现一些显着的反常问题,就会呈现箭毁人亡的事端。
假如一台发动机的可靠性是99.9%。100台发动机并联今后,全体可靠性就会下降到90%。所认为了完成大推力的运载火箭,不能靠小型发动机并联来处理推力缺乏的问题,有必要独立研发大型的火箭发动机,而一切大型运载火箭的成功要害都卡在大型火箭发动机上。
天体在太空中永久运动,不会中止。所以,不管是星际宇航,仍是发射卫星都有一个最佳的时刻窗口发射期。
》从地球向火星发射火箭,每二十六个月才会有一次发射窗口。
假如用中等推力的运载火箭,经过屡次发射航天部件,在太空中搭建成一个大的航天器的方法,会耗费较多时刻,有或许错失发射窗口期。
所以,尽管像长征2号这样的中等推力运载火箭现已能履行适当多的使命。可是飞往火星和飞往月球的使命,这样的火箭仍是很难担任的。
火箭发动机的研发难度和火箭发动机的燃料有关。其中最简单研发,而且发动机推力能够做的很大的是运用偏二甲肼的火箭发动机,一般咱们称它为“大毒发”!由于偏二甲肼是一种剧毒的物质。
运用偏二甲肼作为燃料,能够轻松的把火箭发动机的推力搞到500吨以上。
当然,在曩昔的航天发射中,基本上一切的航天器都是一次性运用的,火箭发射本钱首要在于火箭自身。
》将来火箭开展的趋势,是为了满意太空的继续开发,需求大幅下降火箭的发射本钱。这样一个时刻段,就有必要运用重复性的运载火箭。
在可重复运载火箭中,燃料本钱占了决定性的份额。在这种情况下,偏二甲肼作为燃料,不只有毒,而且本钱偏高。
现在,作为重复运用火箭发动机的燃料,最适合的是甲烷、液氧,或者是火油、液氧。
可是火油、液氧发动机的问题是简单积炭,推力相对来说比氢氧火箭发动机简单做大。所以,一般液氧火油火箭发动机用在大推力的一级。
火箭发动机推进功率有一个专业的航天术语叫做比冲。依据动量守恒,火箭行进所取得的动量,与火箭喷出燃料的动量持平。喷出燃料的动量越大,火箭推进的功率越高。动量又称为冲量,比冲便是衡量火箭发动机燃料功率的目标。依照比冲来说,氢氧发动机的功率最高。
(作者注:一般把 ft称为冲量,实际上ft=(m*a)*t=m*(a*t)=mv。)
可是液氢的制备、储藏本钱十分高,一起考虑经济性和发动机的研发难度,运用液氧、火油的火箭发动机最适合做大的。
上个月,我国发射成功的长征5号运载火箭,它的一级发动机便是YF100液氧火油发动机。
》Yf100的推力是120吨。咱们国家现在正在研发的液氧、火油发动机的最大推力能够到达450吨。
5台450吨的液氧火油发动机并联,能够推进2000吨的重型运载火箭。这种发动机将用在咱们国家正在研发,而且打算在2028年发射的长征9运载火箭。
在运用助推器今后,长征9号运载火箭的整个发射分量能够到达4000吨,一举到达地球榜首。能够一次性的把150吨重的航天器送入近地轨迹。
长征9号运载火箭研发成功今后,我国的火箭才会真实的进入国际一级队伍。