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阿穆尔火箭的5CBC重型版能够支持俄罗斯参与国际NRHO载人登月游戏

 高凉陈君 2021-03-08


第一节,用于长征9号火箭一级回收的海船研制难度其实并不大。

    
可以专门定制一、两艘长100多米、宽30多米的浅吃水平台(或者半潜平台),正常排水量在500010000吨之间,至少要具备低速行驶的能力。总之就是吃水与大小都必须控制于可自由驶入文昌清澜港口的水平。这一款火箭海上回收专用平台在长征9号火箭无发射任务之时,也可改为用于执行长征8R与及921/921H火箭的海上回收任务。反正在大风天与及其它恶劣气象条件之下,火箭也不能执行发射任务。因此海上回收平台(船)的抗风浪级别也不必要定得太高。这些回收平台(船)在执行火箭的回收任务时,大多数时候其作业的地点距离海南文昌清澜港基地也在5001000公里的航程范围之内。那怕以20公里/小时的航速来计算,最多两天时间也能够从火箭回收的作业海域返回文昌母港。因此如果长征8R火箭的集束式回收技术路径走通了,未来对长征9号火箭的可回收重复使用型号的发展意义极其巨大。因为长征9号火箭的主芯级+4枚助推器那一个直径高达20米的“矮胖墩”只要成功降落到海上移动回收平台(船)之上,就很难再倾倒下来了。这与美国太空探索公司猎鹰9火箭“长铅笔”式的易倾倒的主芯级设计构型完全不同。同样,从方便长征九号火箭主芯级改进为可重复使用的角度来分析,未来中国长征九号火箭的主芯级务必只能采用并联5400吨级推力巨型煤油发动机的方案来研制(高凉陈君认为绝对不能采用并联4YF130巨型煤油发动机来研制长征九号火箭的主芯级)。否则绝对就是“一步错、步步错”的重大决策失误事件。

第二节,21世纪中国研制长征九号火箭必须走可重复使用技术发展路径。

旧民船也是可以改装为复用火箭回收船的,而且造价也更便宜。其实质子与及长征9号主芯级+4枚助推器这两种“矮胖墩”构型火箭天生就要比猎鹰9火箭这种“麻杆”构型要远远有利于进行重复回收使用。反正力大飞砖。海返、陆返、一次性使用,如此就能够轻易拼凑出至少三个运力区间不同的火箭来供不同的客户进行选择(总有一款合适你)。

长征9号火箭+4枚助推器构型,合计起飞推力高达5980吨(起飞级合计使用13YF130巨型煤油发动机),二级并联2220吨氢氧发动机,至于第三级就并联使用4YF75D上面级氢氧发动机随便弄弄就了事。因此,那怕长征九号火箭的干质比再差,其可重使用的陆返构型的运力损失那怕就按50%来计算,其LEO运力也能够轻轻松松就“堆”到6070吨的区间,LTO运力也能够随随便便就“混”到25吨级别。而海返构型则按运力损失30%来计算,LEO运力也还有100吨左右,LTO运力也处于3540吨的重要区间。

至于一次性版本,LEO运力则达140吨以上,LTO运力则达55吨以上。

    
如此,发展长征9号火箭的光棍版与及捆绑2枚助推器的版本就完全没有必要了。就是力大飞砖,直接一个构型打天下了事。如果长征九号火箭主芯级+4枚助推器这个“大胖墩”能够重复使用5次,其所能够带来的经济效益就非常可观了。如果能够成功重复使用10次以上,直接就是21世纪人类载人登陆月球、载人登陆火星时代的“一代神器”了。同样,这一款专门为可重复使用而优化的长征9号火箭未来一定要使用上燃料交叉输送技术,以进一步提升动力系统的安全冗余度。与之相反,其主芯级与及助推器的干质比在研制时可以不必那么在意(反正力大飞砖)。但结构就必须做得非常坚固,以免在回收时发生致命的空中解体重大事故。

小结,研制可重复使用的长征九号火箭经济价值极其巨大。

使用5YF130煤油机并联研制主芯级的长征九号火箭走可重复使用技术发展路线真的是非常能够省钱的。高凉陈君现在做个非常粗略的计算模型来给大家参考下,仅仅提供一条对比分析思路而己。

    
一,长征9号火箭主芯级+45米直径煤油助推器。

     YF130
煤油发动机按1500万美元1台的价格来计算(参考国际上RD180发动机的公开采购价格)150013=195亿美元。

     
因此,长征9号火箭主芯级+4枚助推器的总价格估算为4亿美元。

      1
,按5次回收复用来计算,平均每次发射任务的均摊价格为08亿美元。

      2
,按10次回收复用来计算,平均每次发射任务的均摊价格为04亿美元。

     
二,长征9号火箭第二级并联2YF90氢氧发动机来研制。

      YF90
发动机价格每台作价为3000万美元(参考国际上ssme发动机的公开采购价格)23000=06亿美元。

      
因此,长征九号火箭的第二级总价格估算为1亿美元。

      
三,长征9号火箭第三级并联4YF75D氢氧发动机来研制。

       YF75D
发动机价格每台按1500万美元来计算(参考国际上RL10发动机的采购价格)41500=06亿美元。

      
因此,长征9号火箭的第三级总价格也估算为1亿美元。

      
四,长征9号火箭整流罩、发射测控与及发射场操作等等也作价1亿美元来计算。

       A
,一次性长征9号火箭的发射成本则为4亿+1亿+1亿+1亿=7亿美元。

      
一次性长征9号火箭的LEO运力估计为140吨,LTO运力估计为55吨。

       B
,长征9号火箭主芯级+4枚助推器按5次重复使用来计算成本,回收则为海上回收方式。发射成本为08亿+1亿+1亿+1亿=38亿美元。

      
长征9号火箭海返回收时的LEO运力估计为100吨,LTO运力估计为40吨。

       C
,长征9号火箭主芯级+4枚助推器按10次重复使用来计算成本,回收方式也是海上回收。发射成本则为04亿+1亿+1亿+1亿=34亿美元。此一价格即与美国著名的德尔塔4H一次性火箭相同,但运载能力海返回收的长征九号火箭足足大了4倍之多(长征9号火箭海返回收的LEO运力为100吨、LTO运力也为40吨)。因此,仅仅通过这一简单的计算分析比较,大家就可得出结论,即研制长征9号火箭的可回收复用型号所能够带来的经济效益的确极其显著,长远价值意义极其巨大。

     第三节,阿穆尔火箭的5CBC重型版能够支持俄罗斯参与国际NRHO载人登月游戏

搞不好这个阿穆尔火箭就是末来四、五十年内俄罗斯人在太空中的全部依赖。阿穆尔火箭最大的优势就是主芯级的直径一开始就达41米,这个起步优势要比安加拉5火箭主芯级直径的29米要先进太多。

    
先不说可回收重复使用的巨大经济价值。末来如果阿穆尔火箭也发展CBC构型的重型版本,再搭配研制使用氢氧发动机的低温上面级火箭,3CBC构型火箭(起飞推力达1500吨以上)在拜科努尔发射场执行发射,其GTO运力要“堆”到1112吨的难度并不大。而5CBC构型火箭(起飞推力高达2500吨以上)在拜科努尔发射,其LTO运力要“堆”到1213吨的难度也不大。这样,搭配上NRHO版本的联盟载人飞船、进步货运飞船,也足以让俄罗斯人在未来四、五十年的国际NRHO载人登月竞赛游戏中处于举足轻重的有利位置。

    
退一万步来讲,这一款阿穆尔火箭就是不发展出CBC构型的重型版本。但以其LEO运力达12吨,SSO运力达45吨的水平,末来在地球上作为老款联盟2火箭的升级替代版本,也是非常不错的一条可行出路。

    
坦率而言,由于近十几年来俄罗斯国家的经济实力下降得太厉害,为月球任务研制专门的重型火箭显然不现实,因为俄罗斯人没有那么多的钱。但如果也改为走美国猎鹰9/9H、中国921/921H火箭的技术发展路线。即以阿穆尔火箭为基础来研制载人登月火箭,其立项研制的机会就要大得多。

    
末来这款阿穆尔火箭研制出来后最不济也能在SSO运力45吨的主流政府军用发射任务(如日本H2A、欧洲阿里安62、中国的长征8火箭那样)中派上大用途。即也还能够混碗饭食,不至于饿死。

一般认为如果要研制联盟载人飞船(或者神舟载人飞船)NRHO版,其总重量也可以控制于1213吨的区间。因此,在中国921/921H火箭研制方案末提出与及明朗之前,高凉陈君早年也提出了要研制中国捆绑6枚助推器版本的长征五号火箭的设想。但对于今天的俄罗斯人而言,如果能够研制5CBC构型的阿穆尔重型火箭,倒也能成功拼凑出一款LTO运力达1213吨的“准中间运力型火箭”来。

老实说,对于今天的俄罗斯人而言折腾阿穆尔火箭要远远比继续折腾安加拉5火箭要有前途得多。毕竟阿穆尔火箭高达41米的主芯级直径可要比安加拉5火箭区区29米的主芯级直径要大得多。安加拉5火箭完全就是“芯级直径过小毁一生”。

陈天(高凉陈君)

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