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简要的给大家科普一下火箭回收方式差异
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目前我国的所有计划要搞可回收火箭的所有路线现在已经很明了了,基本都是走类似F9路线的VTVL,这其中也就10A计划的事网绳回收,在这个问题上很多美国的除spaceX以外的其他企业机构也推出了他们自己的可回收火箭方案,但是看他们的方案是不是就百花齐放了,这个其实最主要的原因还是每个民企的发展现状不同,接下来我们就详细说下这个问题。
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1楼
2024-04-08 22:10
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minorisprit、wowo123happy、急耳ok2. . . 被楼主禁言,将不能再进行回复
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首先看一下F9的质量结构分布,这图是两年前的,现在不知道有多大改进
一级全重约445.9吨,推进剂加注418.7吨,干质比16+,全2098铝锂合金共底可不是吃素的。
二级就更逆天了,全重116吨,干重仅4吨左右,干质比26左右,要知道规模类似的长七二级干质比才十三点多,常规的煤油二级也基本就这个数,F9直接高了一倍!
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2024-04-08 22:27
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然后再从基本质量情况引出他的回收情况:先说一个概念——级间比,说白了就是火箭上一级工作之前的全质量与火箭下一级工作前的质量比。在二级火箭中就是起飞质量比二级点火前的质量。级间比的大小直接影响回收的效果!F9在一般的任务中级间比也就是四点多。
然后再看看这个数值下F9的工作情况:
传统星链任务MECO速度大概为7870KM/H,68公里高,而入轨的速度大概为27050,二级提供了将近百分之七十的DV。这时所有星链加起来有最少18.1吨,回收的运力损耗在百分之二十左右。
一级分离后最高高度会到达116公里然后快速下降两次反推实现ASDS。
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3楼
2024-04-08 22:38
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然后先看看火神是什么情况
根据火神首飞前的数据,火神VC2全重约664吨,已知GEM63XL每根全重约53.4吨,推进剂填充约48吨。
二级半人马五也是现役最逆天的上面级了,目前可以说是没有之一,推进剂加注54吨,干质比约12,那么全重基本在60吨左右。然后综合性能绝对顶天,在C3到达80以后运力直接反超FH。
所以据此推算一级质量大概在490吨左右,目前一级数据非常少。
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4楼
2024-04-08 22:45
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再然后就看看火神的工作情况,火神的一级分离时间要比F9延长一倍,分离速度是F9的两倍,基本上不低于15000,联盟也差不多是这个数。MECO高度甚至是F9的一坤倍,170公里,巅峰高度甚至要达到290公里,这比F9高多了也快多了。
所以导致了什么?VTVL的话那刹车所需的能量就高得更多了啊!根据之前ULA的一张PPT也说的很明白了,如果火神也走F9的路线,LEO运力直接打折!GTO直接百分之六十损耗!这可比F9亏多了。更何况火神的发动机布局还不允许这样做
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5楼
2024-04-08 22:51
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归根结底还是火神的级间比太大了,F9的级间比才四点多,这火神甭说带助推了,就算是光杆级间比也得比F9高一倍。因为光杆版还得一级减加注,不然根本飞不起来,这不就更亏了。级间比大的坏处就是分离速度大 高度高,减速刹车也更费劲
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6楼
2024-04-08 22:54
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所以这ULA就想了个啥呢,只回收发动机,就这个方案,在发动机舱安装个隔热气盾,一级分离后光把发动机舱分离出来然后气盾再入伞降,然后来人打捞。这就是火神后期的回收方式。
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7楼
2024-04-08 22:57
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说完了火神来说新格伦,举一反三,一个道理,新格伦一样,级间比太大了!
蓝源目前也是个保密怪,各级数据非常少。现在各级基本拿不到详细的数据。但从设计基本可以推算一些。新格伦起飞是7台BE4,二级是两台开式膨胀循环氢氧机BE3U。
一二级直径都是7米,一级高度57.5米,二级高度16.1米。起飞推力大概是1750吨。所以起飞规模大概也得不低于1200吨了,甚至更大。
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这里从大概外观就可以看出来,新格伦也是个级间比非常大的火箭。随便估计了下他的级间比也差不多比F9高出了最少快一倍。分离数据应该也和火神差不多。
所以他们想了个什么办法呢,也是不直接硬刹车,他们想了个什么办法?再入时靠大气升力减速再入,等摩擦的速度低了然后再反推,这张图可以清楚的看见他的翼面。原理和星舰二级差不多。
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9楼
2024-04-08 23:08
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这俩大火箭基本就这么个情况,其实就一句话——以他们现有的东西和预计的目标拼出来的火箭状态本身就不适合走F9路线。毕竟这两家都是用的氢氧二级以追求更高的性能。尤其是火神以后大客户全是高轨,如果二级还是大规模的甲烷那设计得完全推倒而且运力指标都不一定能达到,荷载的舒适度也会大幅降低,之前美太空军招标时有一指标就很重要——末端过载,尤其是导师这种高敏感的sigint。德四H打导师的时候整流罩都是三瓣的就是为了减轻分离过载,你末端哐哐哐的搞得和拖拉机弹射起步一样,那些高敏感度的大黑星哪能受得了啊。
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2024-04-08 23:14
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所以话说回来,我们为什么走的全是F9路线?首先要搞明白一个问题:你为了什么而回收?当然了这个答案基本都是——省钱!
然后紧接着才思考怎么回收?回收要解决哪些问题?飞控怎么写?箭体这部分能不能扛得住?回收了运力损耗多少?成本能降低多少?算上研发成本性价比几何?
而不能单纯的为了回收而回收,不能说你马斯克回收我也要回收。8R就是个典型的例子,可以说就是为了回收而回收的产物。级间比极大,甚至能达到13!还得为集束分离一级减加注。而且发动机布局还不对称,人家是倒车入库你是漂移入库。你这性价比几乎为负!所以后来又没搞。
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12楼
2024-04-08 23:21
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然后目标搞定了接下来看自身什么水平,既然都说了省钱了,然后也不会有什么人觉得氢氧机是什么善茬吧?国家队都搞得那么艰难。所以民营你还折腾个啥。对他们来说二级就跟一级一样就对了。就需要弄个真空状态。整个设计难度大幅降低,研发成本也会降低了很多。
然后就是打什么的问题,放心,以我国的环境来看,天龙三哪怕今明两年就能实现常态化发射,国家的顶级黑星基本别想,一是可靠性问题,二是国家队不吃饭了?而且很多保密荷载对火箭 总装测试环境的要求都不是一个量级的,所以民营恐怕很难办到。目前基本别想大黑星的事,就老老实实的打星网去。
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13楼
2024-04-08 23:27
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所以一句话,我国的民营企业没需求也没能力和ULA之流走同一条路线去大费周折的搞高性能氢氧二级,那就走spaceX路线了,搞煤油/甲烷二级,做小级间比然后就直接反推刹车就行了。这条路人家已经走通了,现在这样子的回收损耗已经是非常小了,而新格伦这条路别说成熟了连飞都没飞过。
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14楼
2024-04-08 23:32
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至于小火箭像电子那就伞降,一是规模小好操作,二是本来火箭规模就小,在一反推那就几乎没运力了。
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2024-04-08 23:33
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其实美国很多小企业自己创新还有个原因:现在常规VTVL道路基本上被空叉堵死了已经。在搞无异于飞蛾扑火,因为品牌效应和能力问题正面刚根本就打不过人家。
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2024-04-08 23:35
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