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巨型氫氧發(fā)動機輝煌的時代已經(jīng)徹底結(jié)束

 高涼陳君 2019-03-11

長征九號火箭如果改走921火箭與獵鷹9、9H火箭的技術(shù)發(fā)展演進路徑。YF460煤油發(fā)動機的雙推力室版本如果能夠進一步縮短噴管長度與直徑,也一樣是可行的。因為縮短了YF460煤油發(fā)動機的噴管長度,YF460發(fā)動機的投影直徑也自然就同步縮小了。

反正未來YF460煤油發(fā)動機注定就是要為第一級重復使用而優(yōu)化的產(chǎn)物,能夠持續(xù)工作160至200秒就了事??s短下噴管長度盡管損失了部分比沖,但由于自身的持續(xù)工作時間也不長,這一改進相信也是能夠接受的。

第一,研制目前版本的長征九號火箭存在4座大山。

YF460煤油發(fā)動機與9米直徑(具體直徑數(shù)據(jù)是多少只是一個“技術(shù)性”問題)箭體儲箱的研制只是其中的2座大山而己。

關鍵是YF220分級燃燒氫氧發(fā)動機與YF25澎脹循環(huán)上面級氫氧發(fā)動機這兩款神級低溫發(fā)動機的研制才是真真正正的攔路虎。

以目前的發(fā)展態(tài)勢,單單是這兩款神級低溫發(fā)動機,沒有五、六十億美元的投資,要在2035年之前就研制成功,注定就沒有任何的可能。

參考美國當年研制SSME氫氧發(fā)動機,總投資是二十世紀70年代的25億美元;而歐洲的芬奇低溫上面級發(fā)動機則是20世紀晚期、21世紀初期的20億美元。

與之相反,只要研制成功YF460煤油發(fā)動機與9米直徑主芯級箭體。末來長征九號火箭要改走921載人火箭與獵鷹9、9H火箭的技術(shù)發(fā)展路線,還不是上頭一句話的事情?!

參考前面的估算,9米直徑主芯級箭體要塞下7臺噴管縮短版的YF460煤油發(fā)動機也是易如反掌的事情。

因此目前版本的長征九號火箭研制方案之所以遲遲無法獲得官方的認可,就是卡在YF220與YF25這兩款氫氧發(fā)動機的研制問題上。與YF460煤油發(fā)動機與9米直徑主芯級箭體的研制反而關系不大。因為未來改走921火箭與獵鷹9火箭的技術(shù)發(fā)展路徑也一樣需要突破這兩座大山。這一點在中國航天界早就己經(jīng)是公開的秘密,也成為相關各方的統(tǒng)一共識。

第二,921運載火箭的5米直徑Y(jié)F100K煤油發(fā)動機模塊高度成熟穩(wěn)定之后,這一可重復使用助推模塊也一樣可以應用于長征九號火箭的捆綁使用。

一旦如此,長征九號火箭的9米直徑主芯級就使用7臺YF460煤油發(fā)動機并聯(lián)來研制(合計起飛推力3220噸),再捆綁2個目前921載人火箭的5米直徑Y(jié)F100K煤油發(fā)動機助推模塊做助推器。而第二級(直徑也為9米)就使用7臺YF100K煤油發(fā)動機的高空版并聯(lián)來研制,第三級(直徑為7點5米左右、用于發(fā)射重型登月艙與月面駐人基地艙段)則使用5臺YF75D氫氧發(fā)動機并聯(lián)來研制。

如此,合計起飛推力為3220+840x2=4900噸,合計起飛級總計為21臺煤油發(fā)動機(與目前921運載火箭的3CBC重型版也完全一樣)。其一次性版本的LTO運力要堆到55噸的規(guī)模完全可行,而9米直徑主芯級與5米直徑助推器都完全回收版本的LTO運力也能夠維持在35噸的水平。

坦率而言,這也末償不是一條極具性價比的長征九號火箭研制方案。而且也完全符合未來全球可重復使用火箭的歷史發(fā)展潮流,方方面面也都能夠接受。

第三,921載人火箭與目前版本的長征九號火箭研制方案“雜交”(但不研制YF220與YF25低溫氫氧發(fā)動機),將能夠大大節(jié)省研制開發(fā)資金。

此一款長征九號火箭設計方案不僅能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的可重復使用,六院的YF460、YF100K與京11所的YF7D(甚至高空版的YF77氫氧發(fā)動機)發(fā)動機也都能夠參與火箭的研制進程,而且一院的9米直徑主芯級箭體也能夠立項研制。

總之,此一折衷版本的長征九號火箭研制方案,方方面面的利益都能夠得到照顧,結(jié)果也能夠為方方面面的勢力所接受。應該是目前最為現(xiàn)實、最為合理可行的長征九號火箭研制方案了。

總結(jié),洛克達因公司的未來也很艱難,全球大勢如此京11所也注定無法與趨勢相抗衡。

以目前全球可重復使用火箭迅猛的發(fā)展態(tài)勢來分析,高涼阿君認為YF220、YF25與YF77的高空版這三款氫氫發(fā)動機研制項目中,中國京11所最后能夠爭取到其中一款來立項研制都已經(jīng)是天大的成就。

未來四、五十年內(nèi),美國的洛克達因公司也只能夠依賴RL10上面級氫氧發(fā)動機的持續(xù)使用與生產(chǎn)來活命了,因為SLS一次性巨型火箭的未來命運也極其不樂觀。只要太空探索公司的BFR巨型可重復使用火箭研制成功,成本昂貴的SLS巨型火箭被徹底拋棄也就注定只是時間遲早的問題。而SLS火箭未來一停產(chǎn),洛克達因公司的RS25巨型氫氧發(fā)動機也必然要跟著一齊完蛋。

在此,高涼陳君必須再一次強調(diào),在可重復使用火箭的時代中氫氧發(fā)動機注定就只能夠退守上面級火箭研制領域了。這一發(fā)展趨勢現(xiàn)在已經(jīng)明確無誤。因此無論是美國洛克達因還是中國的京11所,越早承認這一發(fā)展趨勢就越早能夠找好自己未來的出路方案。

高涼陳君認為,現(xiàn)在對于中國京11所而言,可以先爭取YF25澎脹循環(huán)上面級氫氧發(fā)動機的上馬研制。不成功后也可以退而求其次,再努力爭取YF77氫氧發(fā)動機高空版的上馬研制(即YF77的上面級改進版本)。

但YF220巨型氫氧發(fā)動機的立項研制夢想,現(xiàn)在就必須立即徹底拋棄。京11所不能夠再在注定要被時代所淘汰的巨型氫氧發(fā)動機的研制上無謂浪費自己單位太多的人力、物力與財力了。因為美國洛克達因公司的困局現(xiàn)在就直接擺在那里,中國京11所如果再在同一條水溝中摔倒下去,這就是明顯的不智了。

陳天(高涼陳君)

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