军事:中国空天飞机首飞时间披露 所用运载火箭可实现回收(6)
2.3 芯级火箭和一、二级分置火箭技术
用液氧液氢发动机推进的芯级火箭是一、二级合而为一的火箭及其发动机,比冲性能最高。缺点是液氢密度大约只有水的十四分之一,致使芯级火箭直径会大到10米左右,贮箱和箭体大和重且较难制造。芯级火箭发动机通常是助推火箭发动机工作时间的三倍左右,使得这种发动机难以达到高可靠性数值和有多的重复使用次数。美国SLS Block2运载火箭和中国长征九号运载火箭都是一次性使用,因而都选用大型芯级火箭,是合理的。
美国猎鹰9号火箭和猎鹰重型火箭都是用梅林-1D液氧煤油发动机的一、二级分置火箭。大猎鹰火箭和星际运输系统ITS都是用猛禽Raptor发动机的一、二级分置火箭。这种用单一发动机的一、二级分置火箭技术简单适用,继承性好,也是合理的。
肯定了这两种火箭的合理性,大液氢贮箱核心技术的攻克就必须安排或无需安排。其它核心技术的攻克也会有??同的侧重面。
2.4 液体火箭和固体火箭技术
迄今为止,世界各国的运载火箭几乎都是液体火箭。但是,随着大直径固体火箭发动机的发展,固体火箭可用作一次性使用运载火箭的主要部分乃至全部。美国早就研制成功1000吨推力的固体火箭发动机,且并联两个用于发射航天飞机。SLS Block2运载火箭的主设计方案,是用两个1542吨推力的巨型固体火箭发动机作为助推火箭。近日报道,欧盟的560吨推力固体火箭发动机热试车成功,也准备用于运载火箭。由于固体火箭发动机结构简单、制造成本要低些和使用方便,所以发展固体火箭也是一种趋势。
鉴于美国挑战者号航天飞机因固体火箭发动机故障造成发射失败和七名乘员阵亡,务必要注意和保证固体火箭的可靠性。考虑到液体火箭发动机通过髙工况和数倍于额定工作时间的长程热试车,可以加权可靠性数值,用较少次数热试车取得高可靠性,大大缩短研制周期和降低研制成本。还考虑到运载火箭及其发动机多次重复使用是发展方向。所以认为运载火箭还是要以液体火箭为主和固体火箭为辅。
液体火箭和固体火箭有各自的一些不同核心技术,都要认真对待和努力攻克。
3。 液体火箭发动机的核心技术
3.1 提高可靠性是根本性和综合性核心技术
液体火箭发动机是运载火箭的心脏,在高温高压和振动大的恶劣条件下工作,再加上多机并联使用和面对多次重复使用的要求,非常需要提高可靠性。
多机并联和多次重复使用发动机的可靠性可用以下简单公式进行估算:
A = B^cd
