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登火星第一步! YF-480燃气发生器和涡轮泵联试成功!

2019-03-25 23:38 作者:瀚海狼山  | 我要投稿



载人登月和载人登火星,都是事关全人类未来的大事。从技术上讲,载人登月,至少要在近地轨道完成一个总质量至少有100吨的飞行体。能做到120吨以上最好。而这个组合体飞行到环绕月球几百公里的稳定环月轨道,除去期间的燃料消耗,到达月球时应该还剩下50吨的级别,这样才能确保3到4人完成月面软着落并安全返回。而有人登陆火星,由于距离更遥远,而且火星的引力更强大,要人上去还能回来,就需要携带更多的燃料、生活物资和大型返回体;载人火星着陆器本身还要作为返回时的火箭发射平台,从火星起飞的脱离飞行体也得上百吨级别。这样就需要从地球近地轨道飞向火星前,整备一个总质量至少500吨级别的大型综合体,基本和现在的国际空间站一样大,但是外形肯定不同。这么重的一个庞然大物,显然很难从地面一次性发射,但是可以用大火箭连续发射4到5次,在近地轨道对接和结构强化后再一起加速飞向火星。

所有的这一切计划,都需要土星5号级别的巨型火箭。而造巨型火箭的前提是先造出超强的火箭发动机!3月24日下午,500吨级国产重型火箭液氧煤油发动机YF-480第二次联试成功,标志着该型发动机具备整机装配条件,六月份将完成工程样机整机装配并转入试样研制阶段。这次试验,并不是500吨推力级别的液体大火箭发动机的整机试车,只是作为关键核心部件的燃气发生器和涡轮泵联试,不包括燃烧室燃烧。该发动机的整机要到今年六月才开始装配,即使进行首次整机试车,也许要到年底了。不过仅仅是燃气发生器的和涡轮泵的联式,居然在6秒钟内就喷完了整整10吨燃料和氧化剂!若整机需要燃烧600秒,飞到近地轨道,那么每台这种大发就要消耗掉1000吨以上的燃料和氧化剂。 YF-480涡轮泵的功率应该介于俄罗斯的RD-180和RD-170之间的水平,估计有接近20万马力的功率。


要知道10万吨航母的4根大轴全部开足马力推进,总输出功率峰值也不过28万马力,换做这么1.5个火箭发动机的涡轮泵的推力就够了。而火箭发动机的涡轮泵功率并不是大型火箭的总功率,甚至不是一台火箭发动机的推力总功率。这个所谓涡轮泵功率只是把燃料和氧化剂同时泵入火箭燃烧室的工作功率!大火箭本身发射时的总功率可比这个20万马力大N倍。YF-480将是长征九号重型运载火箭的主力发动机,未来将用于深空探测、载人登月和登火、空间基础设施建设服务。长征九号芯级最大直径为10米级,总长103米,最大起飞质量4137吨,起飞总推力5873吨,预计近地轨道(LEO)最大运载能力140吨,地月转移轨道(LTO)运载能力约50吨,运力与土星5号运载火箭相当。预计将于2028年左右首射。 说到这里,可能有人会提出异议。认为到目前为止,长征5号的前两发都不顺利,为何不先集中力量,先彻底搞好长5,确保长5以最快速度可靠可用。再去攻关长征9号不迟。而实际情况是:长征9号目前有关系统的研发队伍,和长征5号并非一体 。两者属于不同的项目、不同的团队。而长征9号将来能做的事情,长征5号即使完全搞好了,也大部分做不到。因为两个系统的入轨质量差距巨大。


相反,一旦长征9号,特别是YF-480超级大发动机搞好了,只用更简单、更少发动机的组合,就能做长征5号的工作,这也是航天常识。将来仅仅装备一台YF-480大发动机的火箭,就几乎可以达到现在采取8台发动机一起起飞的现有长征火箭的总推力。将来的助推器单独拿出来,都比所谓的现有大火箭的全部推力还大。而发动机数量越少,火箭中途出故障的概率就越低。因此YF-480关键涡轮泵和燃气发生器的联合调试成功,对其他型号也是很大的促进,试验成功的意义相当重大!


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