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(9)

美国猎鹰重型火箭(FHR)27机并联图
3.4 气体发生器循环与高压补燃系统技术
气体发生器循环简单和室压较低,技术难度较小和可靠性高,但比冲性能较低。全流量分级燃烧循环的高压补燃系统则相反。还有全流量分级燃烧循环的中压补燃系统比较折衷。在确保可靠性的前提下,采用那一种循环系统都可以。中国已经掌握高压补燃液氧煤油发动机技术,应当继续采用,保持高性能的优点。作为上面级液氧液氢发动机,影响真空比冲的主要因素是喷管面积比而与室压关系不大,用气体发生器循环或中压补燃系统完全可以。用于芯级火箭的液氧液氢发动机,为了高的推进性能,还是应当釆用高压补燃系统。
对于已掌握高压补燃液氧煤油发动机技术的我国而言,高压补燃核心技术主要关键是要适用于增大数倍推力,以及研制高压补燃液氧液氢或液氧甲烷发动机。
中国120吨级高压补燃液氧煤油发动机
3.5 节流变推力技术
SpaceX公司的火箭发动机具有20%至100%节流变推力能力,为此采用了适于节流的针栓式喷注器。这种设计主要是为了适应火箭垂直降落回收。对于一次性使用和火箭水平降落回收,70%至100%节流变推力足以适应并联发动机冗余设计,完全可用结构简单可靠的直流式喷注器。如果不采用并联发动机冗余设计,就不需要节流变推力,固定推力更简单。
4。 攻克运载火箭及其发动机核心技术要走自己的路
对于什么是运载火箭及其发动机的核心技术,美国国营机构与民营航天企业的认识有相同和不同之处。相同的是都要造重型载人登火星火箭及其总推力大的发动机。不同的主要是火箭规格大小和使用次数。NASA坚持火箭不太大和一次性使用,参照当年载人登月来载人登火星,技术上简单、可靠和继承性好。SpaceX坚持火箭要做大和很多次重复使用,是为了大幅度降低火箭发射成本,便于成规模长期开发火星。甚至想利用火星的二氧化碳和水生产液氧和甲烷,用作飞船返回地球的推进剂。
其它差別也不少,是分別用芯级火箭和一、二级分置火箭,用到和不用固体火箭,火箭水平降落回收和垂直降落回收,采用常规少的单机并联数和多的27至42机并联,单机推力大到680吨以上和小到357吨以下,分別用液氢和甲烷燃料,固定推力和20%至100%变推力。
美国国营机构与民营航天企业的不同做法各有利弊,相应的核心技术各有特点,都可以借鉴。值得关注的是俄罗斯总统普京最近强调,按计划于2028年试飞超重型运载火箭,并声称此举对维持俄罗斯国防实力具有重大意义。
