| 发动机扫盲杂谈 (3) |
| 送交者: eachus 2010月05月06日17:34:29 于 [世界军事论坛] 发送悄悄话 |
| 回 答: 我国长征火箭新型发动机扫盲杂谈 由 eachus 于 2010-05-06 17:32:15 |
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现在超越欧洲不现实，长5也不是一无是处，第一级煤油发动机还是拿得出手的，虽然是山寨的俄罗斯RD-120，但毕竟是世界上第二个研制出分级循环煤油发动机的国家。 ----- 航空港的东方红斑竹说国内不会搞100级别的氢氧发动机了，估计这个YF-77又的用几十年。{:qiliang:}但是150吨的又不知道啥时候能立项？这个150吨的能作为长5的芯一级吗？作为芯一级是用煤油好？还是氢氧好？ ----- 100吨地面推力的氢氧发动机其实也不算差，不过既然远景规划都是1500KN的了，100吨的的确是不可能开发了。 一级半结构，芯级自然要比冲高一些的好。现在转向氢氧发动机是个趋势，毕竟氢氧发动机和液氧煤油发动机价格差不多，液氢比煤油贵但是在火箭发射费用中几乎可以忽略不计，高比冲的氢氧发动机越来越受青睐了。至于替换长征5，如果是真空推力1500KN倒是差不多，不过我国的习惯一般说的是地面推力，1500KN地面推力的话有点大了，不过技术上也没啥问题，加长箭体就是了。长征2E/F对比长征2C长了不少，C的一子级原长23.7米到E增加了 4.6米 ----- ----- 日本那个112吨是真空推力，YF77真空推力为70吨 ----- 没什么不好承认的，TG的火箭发动机和飞机发动机一样落后，只是火箭发动机不像飞机发动机那样要进行强烈的对抗，所以就没动力，凑合用了。 ----- 其实这个问题也不用太担心TG要是打算搞巨型火箭，肯定要用能源或者战神5哪种构型 搞这种构型芯级一定要用大推力氢氧发动机 所以只要TG有这个打算，大推力氢氧发动机就肯定会有的 ----- 这些也叫新技术，就看名词就是人家的东西。 就如同一般都是男人穿男人装女人穿女人装，有人穿成了一半男一半女。当然和别人不一样，这就叫创新技术，那也太简单了吧。 日本的那样比美国俄罗斯的先进了？有好的不学要学日本？ ----- 日本那东西上的技术没有一样不是抄美国的，在没有之前还用的就是美国发动机。 中国没有这么好抄的模板。 ----- 如果说要在有限的发动机条件下追求最大的LEO,那么氢氧机做芯级的一级半方案搞不好还真不是最好的。土鳖关于重型运载火箭的最新论文也显示芯级第一级仍然是煤油。全煤油起飞，第二级上氢氧机应该能有最好的LEO。 ----- 那个文章是北航某研究生写的，价值不大 六院去年有更权威的论文发表，明确指出要搞150吨的大氢氧 ----- 有标题和作者让偶检索下么？话说偶看到的论文里下一代氢氧机的定位一直是100-120吨级，没有明确点到150上。 ----- 以后应该还是煤油+液氢的架构。 煤油推力大 。 液氢比冲高但是在地面比冲没什么用途，推力大才有用。 另外长五的研制方向是怎么最便宜的发射卫星，所以才有了现在这个架构。 搞个100吨液氢发动机拿来做什么？ ----- 搞长5如果仅仅是为了追求便宜的话，那还费那么大劲搞大推力氢氧机干什么？用全液氧煤油方案就可以完成任务了 ----- 为了突破地面芯级用大推力氢氧发动机技术和一级半结构，CZ-5在设计上做了改动，原本的设计是全煤油+氢氧上面级。 ----- 以后登月我们有没有能力同时进行500吨煤油机和150吨液氢机的研制？就是有可能也比较吃力，不如现在就集中力量开展其中之一的研发，到时确定登月时再搞定另一个，这样比较容易成功。 ----- 登月用的重型火箭没有500吨级的大推力煤油发动机是万万不行的，没有150吨级氢氧发动机还可以采用三级半构型，芯一级、助推、芯二级都可以采用500 吨煤油机，三子级采用两台YF-77并联，通过组合不同数量的助推器，LEO100~160吨是没有问题的。如果2款大推同时立项有困难，最先会被舍弃的显然是150吨氢氧发动机。 ----- 这个未必，目前航天四院正在研发大型固体助推器，三段式500吨推力，适当增加装药量能够达到阿里安5助推器的级别。届时用150吨氢氧机搭配固推同样能实现百吨级的LEO运力另外，六院对YF-77这个继子看不上眼，在最新的论文中，即便是您所说的这种够型，上面级同样是全新研制，而不是现成的YF-77双机并联。个人猜测 YF-77当初本由一院研发，技术水准偏低，若要改做上面级，难度不比重新研发一款更大推力的上面级氢氧发动机小，所以六院没有在重型火箭的规划中为 YF-77留下位置 ----- 关于对YF-77改作上面级需全新研制的说法不敢苟同，你所说的论文可否提供学习下。 500吨级大固推是给CZ-5做的备份，提供更多助推类型的选择，用来做登月火箭并不十分合适。 固推比冲低工作时间短，好处是有助于减少发动机数量，但500吨的固推提供的总冲只是跟3.35米双YF-100模块的相当，因此必须有采用大推力氢氧发动机的芯级配合才能实现LEO百吨以上的目标。另外，一级半构型（LEO，登月需二级半）运载系数并不太理想，如果用固推的话，粗略估算芯级需要7台 150吨级氢氧发动机+4~6台500吨固推，这样一级发动机在11台以上。 实际的国情却是50吨的氢氧发动机研制尚且磕磕绊绊，六院也未必比一院高明到哪里去，这个预研中的150吨级大推言之尚早。 ----- 登月火箭目前还在方案阶段，这也只是其中之一，并不是最终确定的方案。张小平这个方案着眼点在煤油机和火箭构型，氢氧机部分寥寥数笔，虽然这个方案没用 YF-77，但这个跟YF-77用作上面级需全新研制是两码事吧？讨论问题还是就事论事的好，不要夹带私货。当前的争论点主要在于大推力煤油机到底是研制 350~400吨的合适，还是研制500吨级的，这涉及到5米模块的发动机布置问题。北航那个小论文虽然不起眼，但是后面那个刘宇可也不是一般人物，而且该论文今年1月已经出了续篇，建议你也看看。 ----- 既然都还在方案论证阶段，讨论也是空对空……今年的航天学科报告应该会有些新东西 就我个人喜好来说，宁愿用固推也不愿用煤油芯级，全氢氧芯级无疑要简洁的多，扩展性也好得多 ----- 要想登月,不搞个150吨的液氢液氧发动机，都不好意思给月球打招呼，当然如果TB最近10年20年的时间只为了打打卫星发点飞船什么的，现在的模式也就可以了，一级煤油和配套的YF77. ----- 其实登月用的氢氧发动机有现在搞得那个50吨就够用了。土星5号第2级也不过500吨，我们来个3*3就能对付。 虾米？你说这样干不行，可靠性太差，没法用？ 这、这、这、，这不是说我们造的东西的可靠性还不如大米的私人小厂！！这是对中国航天人的诋毁，我抗议。:@ ----- SpaceX的Falcon9已经在发射场了，准备5月份发射，燃料储箱采用搅拌摩擦焊+旋转成型技术。搅拌摩擦焊技术长征5的储箱要用，准备2014年首飞，旋转成型么，还没消息呢。 技术本来就不如人家，算什么诋毁。SpaceX一个总资产几亿美元的小厂不假，但背后是整个美国的航天重工业基础，比得了么 ----- 那啥，J-2X才150吨呢，两台YF-77就行 只要你能做出个战神5那样的芯级和5.5节SRB那样的助推器就行:D ----- 幸亏你就是论坛上耍耍嘴皮子，而不是中国航天的决策者领导者 航天的钱不是因为你个人喜好来乱糟蹋的 用全氢氧或用固推纯粹是把土财主摆阔气，不求最好但求最贵的脾气带到科技领域里来了 美国是因为突破不了技术难题只能走弯路，中国是后来者，还要继续走这种弯路就太傻了 ----- 苏联总不缺大推力煤油发动机吧，能源的芯级一样用氢氧工作时间长的话，氢氧发动机的优势会很大 ----- 煤油和氢氧的主要区别还是在体积上吧氢氧发动机的密度比冲只有煤油的一半 也就是说产生同样的总冲氢氧火箭的体积要大一倍 用作助推器或者第一级的话，这个就比较不利 ----- 真的很矛盾啊.只有等待天顶星科技，将H2压缩成H60,,,话说不知道将来会不会有这样的技术.. ----- 我不是反对研制氢氧，而是说火箭全部用氢氧并不合算，氢氧发动机用做上面级是理所当然的事情 用苏联的例子就是，苏联有大推力的氢氧发动机rd0120，但还是要用rd170做第一级 ----- no no no，煤油比氢氧的比冲低多了。如果二级也用煤油，全箭质量会大得多，一台煤油就有点不够用了。 对于高轨道发射，我还是倾向1级煤油，上面都是氢氧的构型。 ----- 火箭要讲究个经济型不是{:jian:}看看脚盆的价格，就知道H-2a是用杯具搭建的{:jian:} ----- 讨论是在基于实际情况的基础上进行推理演绎，完全架空的讨论没有意义。问题无论你推崇的这个方案和你看不上的方案，最终结论都是建议采用3级半构型，一级和助推也都是煤油的。两个方案的主要差异在于煤油发动机的推力大小，2子级是否采用氢氧发动机。鉴于国内大推力氢氧发动机和大推力固体助推的发展水平，你喜好的构型没有立项的可能。再有就是150吨级氢氧机和500吨级固体助推组合出来的重型登月火箭方案并没有你想象的那么简洁，实现LEO100吨以上的构型，地面点火的发动机超过了2位数，比CZ-5最大构型还多。 ----- 经济是一方面，能力怕又是一方面吧。 泥轰悲剧在于泥轰自己，至少人家的技术不是很杯具。你可以比较一下火箭发动机的技术的水平，就知道谁的水平比较杯具了。等哪天TG想用技术了，却发现书到用时方恨少，那岂不是更杯具。 总之一句话，在火箭发动机方面，TG也是同样有很多的路要走的。荣誉都是过去的，要向前看。 ----- 您有必要把话说得这么绝对么？这年头且先不论重型火箭到底会采用哪种构型，载人登月能不能在元老院那里忽悠到银子都还两说呢。当然，如果您就是张小平或刘宇本人的话…… ----- 煤油比液氢密度大，同样的推力火箭会小很多，相应造价就会便宜。 拿长五举例子，3.35米的煤油模块推力比5米的氢氧模块大两倍多。火箭在地面发射的时候推力很重要，要克服空气阻力和地球引力，推力一定要大。 而且一级工作时间很短，比冲就不重要了。 等上去了，空气阻力也小，引力也小，就要看比冲的。 煤油比冲低，要实现相应的发射指标，上面级要重很多，相应的下面级就要放大，整个火箭体积就变大了，反而比氢氧的多花钱。 ----- 星座计划取消，国内争取登月项目也就越来越困难，目前的趋势已经是保500吨煤油机、暂缓150吨级氢氧机了，这样只需要重新研制一款发动机，现在的航天资源不足以支撑两个型号同时上马。没了大推力氢氧机，固推+氢氧机的登月火箭也就没了可能。 BTW：现在能保住500吨级富氧补燃煤油机按时上马就阿弥陀佛，其它的都不现实。 ----- 不对，性能最好的全流量分级燃烧方式，全世界也没有一款实用的发动机，怎么能说别人都抢先了？看前几年论文，国内还真想开发这种方式的 ----- 问一下，这个500吨煤油机，是单燃烧室的还是双燃烧室的，要是单室的那还真有点惊喜[:a2:] ----- 问一下，这个500吨煤油机，是单燃烧室的还是双燃烧室的，要是单室的那还真有点惊喜 国内论证的3500~5000KN高压补燃液氧煤油发动机到底哪个推力级别不确定，不过所有方案都是单室的 ----- 虽然推力不确定，但所有的方案都是单室的 ----- 这么大的单室煤油机，除了老美的古董级的F-1，也就我们这一号了， 这个技术跨度是不是有点夸张了:Q ----- 再有一个问题，毛子在煤油机上搞了那么多年，那么多煤油机，怎么就没有大推力单室煤油机当初他们为什么搞四室RD170的这样的大怪物:Q ----- 不稳定燃烧问题太严重，解决不好，只好降低单室推力 ----- 火箭发动机主要看比冲，推重比没多大意思。F-1个开式循环的，结构简单，燃烧室压力又低，自然可以做得比较轻。 ----- RS-84的比冲不是太高 新的大推力煤油机比冲超过RS-84也是有可能的 至于多燃烧室的问题，要说RD-170是单室推力不够，那RD-0124是怎么回事？ ----- RS-84 那个复用指标，估计美帝现在自己也觉得没那需求了。 ----- RS84真空比冲324s，偏低。除了复用100次的设计要求外，还着重提高了可靠性指标。RD-171系列的安全表现不太好。 ----- 具体情况我等P民不得而知但是兄台的意见我非常同意。能够达到目的的就是最好的，产业化要的就是实用 刻意追求各项技术指标的领先，是绝对错误的，是大局观缺失的表现 ----- 煤油的比能比液氢小，同样的推力火箭会重很多液氢 能量密度 10.1 MJ/J 比能 143 MJ/kg 煤油 能量密度 33 MJ/J 比能 42.8 MJ/kg ----- 我听说中国也有500吨级发动机的试车台，是不是已经开始做准备了？ ----- YF-77的进展现在看起来是比较慢的 下一代高比冲氢氧上面级的研究工作没有具体的时间表 重型运载火箭的完美构型就是现在的EELV 中国没有这样的水平 中国的下一代重型运载火箭不能只是在现有的CZ-5计划上裹足不前 芯级应该使用高比冲氢氧引擎 助推器可以考虑400t煤油机。 ----- 希望下一代的氢氧机比冲可以高一些。 高压补燃抑或分级燃烧？这个现在是否有定数？ ----- 现在看起来，貌似是400t级别的煤油机比较有希望进入工程发展阶段 ----- 大单室高压补燃,能成的话就是全世界最先进的火箭发动机 ----- FFSC只能是氢氧机吧？液氧甲烷的可以么？ 反正TG目前也不急着要用大推力的氢氧机，干脆搞个全流量补燃或者塞式喷管的项目，慢慢来 ----- 全流量分级燃烧的需要富燃和富氧两个预燃室，最适合氢氧发动机，用CH4甲烷还是不太方便，富燃会带来积碳问题，当然不是无法解决，就是没那个必要肼类倒是很方便，最早的FFSC就是RD-270。 我也觉得我国干脆搞个FFSC的氢氧机算了，反正也不着急用，多攻关技术是真的，以后用的话 ----- YF-77就是两个燃气发生器吧 正好改造成全流量补燃的 要是YF-100那种还不好改了 ----- 小白有话说：当初看到老美的F-1推力达到了7000kN，改进型的F-1A更是超过了9000kN！再看看咱们构想中的那个5000kN煤油机，虽然也是以F-1为背景参照的，却推力小了一大截，就算N年后搞出来了，还是缩短不了与人家的巨大差距，裤衩那个白啊………………可是今天看各位讨论，貌似这个传说中的单室大煤油机和40年前的F-1还是有区别的，一个高压，一个低压，也是不在一个档次上的东西了（可否用高膛压火炮和低膛压火炮的区别来打比方？），，，，，就是不知，如果我们的高压补燃大煤油机搞出来了，它与F-1相比，优势在哪里？如何从效果上看出来？从理论上来说，高压补燃煤油机的推力极限，可以发展到10000kN否？？{:3_80:} ----- 其实也没啥，就是把比冲提高了，另外就是加上了节流能力 根据张院士的说法，比冲每提高6％对二级半火箭来说，当起飞质量相同时，有效载荷能提高30％以上；假若有效载荷相同，运载火箭起飞重量可降低20％。使发射1Kg有效载荷的全寿命周期费用降低约16％。 而YF-100的地面比冲比F-1高了13％ 毛子曾经计划搞个1200吨的，后来缩水为800吨，就是现在的RD-170 ----- 高比冲带来的高运载系数,5000KN高压补燃单室煤油发动机如果开发成功,就是世界最先进的发动机,不用羞答答的加上"之一". ----- ----- 长征五号运载火箭-基本概述随着推力为120吨的YF-100液氧煤油发动机和推力为50吨的YF-77氢氧发动机先后完成长程试车， “长征五号”火箭模型 海南文昌航天发射基地审批立项，中国新一代、组合化的运载火箭系列长征-5 号的研制也进入关键阶段。长征-5号运载火箭系列以120吨和50吨两种发动机为基础，构成5米直径、3.35米直径和2.25米直径三种模块，形成“通用化、系列化、组合化”的新一代运载火箭系列。其中5米模块包含两个50吨级的YF-77发动机，3.35米模块则包含两个120吨级的YF-100发动机。模块化设计的好处是可以根据需要把不同模块组装成不同推力的火箭，以执行不同的任务。模型便是长征-5号运载火箭系列中最为强大的型号，以5米模块 (2个50吨YF-77)为芯级，以4个3.35米模块(2个120吨YF-100)为助推器。 长征-5号运载火箭突破3.35米直径的限制，一个关键条件便是呼唤多年的海南文昌航天发射基地的上马。此前我国酒泉、西昌、太原三个发射基地受到铁路运输条件的限制，火箭直径不能超过3.35米。发射基地建在沿海，火箭则使用不受体积限制的海运。地处低纬度的海南则可增强火箭有效发射能力；广袤的南海可成为火箭残骸安全便捷的坠落区(长征-5系列为无毒无污染设计)。 在长征-5号重型运载火箭和海南文昌航天发射基地问世后，中国航天将具备25吨的近地轨道运载能力和12吨的地球同步轨道运载能力，可发射20吨级长期有人照料的空间站、大型空间望远镜、返回式月球探测器、深空探测器、超重型应用卫星，推动中国空间应用产业、载人航天技术和天文科学的发展，也必将大大提高中国在国际航天发射市场上的竞争能力。 新一代运载火箭总指挥王珏介绍，新一代运载火箭使用的是120吨液氧煤油发动机和50吨氢氧发动机，无毒、无污染、高性能、低成本和大推力是其五大特征。新一代运载火箭的研制将最终实现近地轨道运载能力达到25吨，地球同步转移轨道运载能力达到14吨。 20世纪90年代开始，面对不断增长的空间资源开发需求以及日益增长的商业发射市场竞争环境，各航天大国在不断改进现有火箭的同时，大力研制新一代的商用运载火箭。目前美国推出了德尔它4和宇宙神5两个新型运载火箭系列；欧洲新研制了阿里安5运载火箭；日本推出了H-2；俄罗斯正在研制安加拉系列火箭……国外新型火箭以可靠性、安全性、经济性等作为主要设计原则，均采用大氢氧发动机或液氧煤油发动机，运载能力成倍提高，近地轨道运载能力已经超过20吨，地球同步轨道运载能力达10吨级。 |
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