中国可回收火箭发展艰难 技术难关待突破
2017-01-12 11:09:06来源: 本站原创 字体大小:小 | 中 | 大
关于火箭回收,目前已经成了未来火箭市场上的主流认识。我国也在做可回收火箭技术相关储备,比较受关注的是降落伞回收,去年也有报道,除此之外也有垂直回收和机翼回收的研究。
美国民企运载火箭回收领域做的最好,当前已经有至少两家成功案例,特别是猎鹰重型运载火箭将在2017年开始首飞,必然成为本年最受关注的科技新闻之一,在国内对此不以为然。反观我国火箭回收,还面临着面临许多问题,特别是动力"芯",其动力不足的情况下做火箭回收很伤心。
一,中国火箭回收发动机是核心问题。
在运载火箭领域,比较认同的回收方式是把一级回收。一级运载火箭造价最贵,占了运载火箭成本大头。目前,我国使用的煤油动力系统,已经有500吨火箭发动机出现,估计要等到2030年才能完全实用化,即便如此还是有缺陷。
煤油价格便宜,冲比是硬伤。如果回收运载火箭就需要有个好的发动机,抱住有效载荷的情况下,保证剩余燃料依然可以提供降速所用。如果实现高比冲发动机应用到可回收火箭上,需要研发大推力氢氧火箭发动机,然而我国技术上败给了印度,超过日本都困难,更何况是美国200多吨位的。如果没有五六台200吨以上推力氢氧发动机,谈低成本回收都是梦啊!
二,机体抗摔抗震荡承压
别看美国猎鹰重型运载火箭轻松回到着陆点,但它也是做过不少抗震实验的。在火箭升空前都会给火箭做抗震实验,做为火箭回收,抗震需求更强些。
目前,我国生产的火箭主题结构都是一次性,还没有进行火箭主题重复使用的研究。如果做运力在50吨以上的火箭,对其机体材料眼球十分严格,而我国目前在这方面一片空白,难以扛起重复使用重任。
另外,在火箭垂直回收时,三个支架起到很重要作用,如何保证火箭机体承受三个支架的重量,又不破坏火箭自身下次使用?要做重复回收,我国必须从零开始。
三,摒弃沉余运载火箭设计老观念。
去年美国民营企业发射成功一颗垂直回收运载火箭,中国运载火箭专家表示怀疑其意义,并说问了这家公司人员,其真实费用不对外说,认为里面有猫腻。
过去运载火箭可靠性很低,为了保证飞行安全都会做些多余的安全设计,比如一个计算机芯片可以完成的任务,放了两个在火箭身上。听起来很严肃很细心,其实是做运载火箭太保守。
运载火箭每个多余的设计都会消耗大量燃料,减少有效载荷的运力。如果我国长征5号减少多余设计,相信不只运载能力可以提升,费用起码也可以降低15%左右。多余部件设计,可以说是传统运载火箭都有的一个弊端,过度关注安全,随着民营企业进入必然被淘汰这种过时的理念。
猎鹰可回收运载火箭能够把成本降下来,除了拥有良好的机体结构,高冲比氢氧火箭发动机之外,也余其减少沉余设计的思路有关。即便不做垂直回收,仅次剩下的费用已够其独行航天发射国际市场之中。
我国在运载火箭回收方面,相关研究不少,但成果案例不多。可以说我们处于酝酿期,美国人已经走向应用期,相比其差距不是一天两天能追上。另外,据美国媒体报道,猎鹰重型可回收运载火箭有效载荷达到了53吨,远远超过了长征五号25吨中兴载荷。如果中国实现中小型运载火箭回收,保守估计十年之内应该就会看到相关产品问世,但超过国外技术水平技术关卡难过,心里关卡更难过。
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