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即將發射的長征8號火箭真的可以重複使用嗎?

2022-01-07由 這就是未來 發表于 歷史

計劃在12月20號這天首飛的長征8號,據說因故推遲了。對了,據說美國海軍的導彈驅逐艦又來南海犯賤了,不知是否有關聯。

即將首飛的長征8號運載火箭,屬於中型運載火箭。也是我國新一代長征火箭家族中新成員。那長征8號到底什麼來頭,新一代運載火箭新哪裡呢?我接下來就給大家聊一聊。

模組化設計

啥叫模組化設計呢,就是將火箭的發動機的和火箭的一級二級三級還有助推器什麼的分成不同的級別的然後全都標準化。根據不同的發射任務需求來搭配不同級別的發動機,一級,二級,三級和助推器,就像搭積木一樣。

我們的長征8號就是這樣使用不同的模組組合出來的中型運載火箭,嚴格來說不能算是一款全新研製的火箭。它的一級和助推器是使用的長征7號的,它的二級則是使用的長征3號甲的三級。經過這樣的搭配就組合出來了太陽同步軌道運載能力4。5噸,近地軌道運載能力7。6噸,地球同步轉移軌道運載能力2。5噸的長征8號。

即將發射的長征8號火箭真的可以重複使用嗎?

長征7號,長征3號

這樣模組化的設計可以有效的降低火箭系統的複雜性,也可以使火箭的各個方面全方位提升。複雜性降低了,

可靠性就更高

適應性也更強

,可以根據不同任務組裝出不同運載能力的火箭。再加上標準化的模組在生產上也更容易所以產量也會上去,火箭的

生產時間也會縮短

成本也會降低

,火箭的

維護也會更容易

新燃料發動機

以前我們的火箭發動機使用的是常規火箭燃料,比如四氧化二氮和偏二甲肼。這些燃料有很多缺點。比如都是有劇毒,容易對環境造成很大的汙染,而且成本還高,運輸和儲存也比較危險,推力相對也較小。

即將發射的長征8號火箭真的可以重複使用嗎?

YF100火箭發動機

新一代火箭長征8號採用的是新一代使用液氧煤油(一般一級火箭使用)或者液氧液氫(一般二級火箭使用)做為燃料的環保火箭發動機。氫,氧,煤油這些我們都大家知道屬於純天然無公害產品都比較環保,而且呢成本也較為低廉,推力也比以前的老發動機大的多。

就是吧,液氧液氫這玩意儲存起來有點麻煩。我們都知道這氫和氧在常溫下都是以氣體形式存在的太佔地方不方便大量儲存。只有把它們變成液體才能能以最小的體積儲存最大的量,如果要使它們變成液體則需要

零下200多度的低溫。

而且就算是這樣的低溫也不容易長期儲存還是會有揮發損失,所以我們看新聞裡經常說快到發射跟前兒了才給火箭加註燃料,原因就是它不好儲存。我們還會經常在電視裡看到火箭發射前的箭體總是冒著白氣(火箭燃料低溫導致周圍產生水汽),不知道的還會以為火箭冒著這麼多白氣,得多燙嘴呢,其實是低溫燃料導致的。所以現在大家開玩笑給火箭起了別稱叫冰箭。用巨冷的東西去燃燒還飛上天了你說奇妙不。

重複使用,低成本

上面講的兩個特點可以說是我們的新一代火箭的標配,長征5號,長征6號,長征7號都具備這些優勢。

可重複使用火箭技術

則是長征8號的獨特使命。長征8號的目標就是成為面向商業發射的可重複使用的低成本火箭,對標獵鷹9號。當然這裡說得是目標,現在的長征8號還不能實現重複使用。

即將發射的長征8號火箭真的可以重複使用嗎?

長征8號一級回收設想圖

因為火箭發射成本太高了,一次發射的成本都是以億元起步的,所以低成本的可重複使用火箭一直以來都是航天人的夢想。美國SpaceX的獵鷹9號在經過幾次爆炸和艱苦卓絕的努力之後最終實現了一級火箭的可重複使用。獵鷹9號的成功讓我們看到了製造可重複使用的低成本火箭的希望。長征8號就承載著中國人的低成本可重複使用火箭的希望。

即將發射的長征8號火箭真的可以重複使用嗎?

獵鷹9號一級再海上回收成功

即將發射的長征8號此次發射的並是不是可重複使用型號,但是此次長征8號將首次採用

芯級節流

技術和火箭

可變推力

方案這兩種新技術,其目的就是為了以後的可重複使用做技術驗證和打基礎。其中芯級節流中的保證節流閥正常工作,控制燃料流量,是此次長征8號發射實驗的關鍵,也是技術亮點和挑戰。

按照計劃,長征8號將在2025年前後實現一級火箭的10次重複使用,2035年前後實現完全重複使用。

我們可以想象一下,如果可重複使用的低成本火箭技術普及,火箭的發射成本變的極低,像SpaceX,星際榮耀,藍箭這樣民營航天公司蓬勃發展。那普通人的太空一日遊的美夢將成真。還有衛星網際網路也會快速普及。沒有了火箭成本限制以後,太空裡面可以做和想象的空間可大了去了,到那時估計太空經濟的發展將會成為世界經濟發展的新引擎。

最後要說的是不管任何一種新設計新技術,在初期的時候都會有很多的不確定性,特別是火箭製造這樣龐大複雜的系統工程更是充滿了各種挑戰,在初期的發射任務中很可能會暴露出一些問題,比如SpaceX的獵鷹9號也是經過多次失敗才換來現在的高成功率,長征5號也曾發射失利了兩次,但是從長遠來看,新的設計新的技術一定會比以前的老舊技術更加可靠和穩定,成本也會更低,所以如果真的發射失利大家也要客觀看待,不必過分苛責。

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