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“天龙二号”首发成功!破魔咒!天兵科技未来还要载人运输!

2023-04-02 18:39 作者:熹天取经  | 我要投稿

“天龙二号”打破魔咒!液氧煤油火箭首发成功,未来还要载人运输!


我国天龙二号打破魔咒,民营航天新型号液氧煤油火箭首发成功!未来重复使用!还要搞洲际载人运输,每次100人。

 

【这魔咒是个啥呢】

是全球民营航天的新型号液体火箭首飞都会失败。2006年SpaceX的猎鹰1,煤油泄漏着火,发射失败。而且猎鹰1是连续三次发射失败,当时可能是SpaceX最艰难时刻,大家基本都投了不信任票。直到2008年9月28日,猎鹰1号终于发射成功。

2017年,火箭实验室的电子号,第三方遥测错误导致数据异常,触发了火箭自毁。

2021年,维珍银河的运载器1号,一级发动机液氧管路破裂。

同样在2021年,群星公司火箭3.3,火箭偏离路线,触发关机,火箭坠地,发射失败。

还是在2021年,萤火虫航天的阿尔法,火箭飞行大约15秒的时候,一级2号发动机关机,但并没有损坏,只是燃料喷射阀门关闭,停止了提供推力,从而导致推力不足,火箭姿态失控,启动中止系统,火箭爆炸解体。

一年三箭失败,这也算是一箭三炼了。

2022年12月,咱们国家蓝箭航天的液氧甲烷的朱雀二号,二级游机异常关机,没能入轨。

2023年1月,ABL的RS1,一级9台发动机提前关机,火箭坠落在发射台并爆炸。

另外,今年还有一个,就是3月23日首发的液氧甲烷的人族一号,二级出了问题,没进轨道。

一共8个。其中前六个是液氧煤油的,朱雀二和人族一是液氧甲烷的。这个魔咒,终于在天龙二号首发的时候被终结了!


【天龙二号的基本情况】

一句话概括,天龙二号是天兵科技出品的三级中型液体火箭。直径3.35米,长32.8米,整流罩长度是8米,起飞质量153吨,起飞推力193吨。近地轨道运力2吨,500公里太阳同步轨道运力1.5吨。具备一箭多星的发射能力。

首发箭一级火箭是3台YF-102发动机,单台海平面推力大63.3吨,比冲不小于275.5秒。二级用的是天兵科技自己的天火-11(TH-11)发动机,再往上是天火-31(TH-31)发动机。

看这张图大家会觉得,这跟首发的火箭长得不一样啊。的确,这官图里一级带栅格舵,是可回收的,首发箭还不成。未来,一级发动机会改成天火-11,比冲更高,运力会有一定的提升,而且可以做到重复使用。

 

【天龙二号的特点】

第一个,打破魔咒咱就不重复了。

第二个,3D打印。天火-11发动机80%以上,是3D打印的,国内尺寸最大的3D打印发动机。3D打印发动机,结构更紧凑,组件数量可以减少80%,制造周期缩短70%到80%,成本降低40%到50%,同时还有利于发动机的轻量化。之前介绍人族一号的视频里,专门说过3D打印,大家可以移步审阅并作重要批示。对商业航天来说,降本增效,非常重要,千方百计,要把成本往下造。3D打印可以说是低成本进场,而回收复用加3D打印,就打开了降成本的新路径。

第三个特点,三平测发,水平总装、水平测试、水平转运。咱们原来听到比较多的是三垂,垂直总装、垂直测试、垂直转运。大家熟悉的长二F、长五B,都是这种,需要大规模的配套系统。三平,对地面设施、道路运输要求会低一些,经济实用。

第四个,自带BGM。因为刚才的三平,天龙二号有一套自己的地面发射系统,有一块足够硬的平整的水泥地,不用发射塔架,也不用导流槽,就能完成起竖、测试、加注,直到发射。这样,就不用依托于某个特定发射场,可以来一次说走就走的发射。不过,没有导流槽倒是有点可惜,以后就没有导流槽雅座位置了。

综上,天龙二号特点,九个字:可复用、低成本、快响应。

 

【天火系列发动机】

天火-11。用液氧煤油。海平面推力大约26.2吨,海平面比冲292秒,真空推力大约30.6吨,真空比冲346秒。天火-11推力可变,范围是50%到110%。可以重复启动,次数大于三次。推力可变、重复启动,对回收复用很重要。天火-11可以重复使用大于50次。

天火-31。用的是常温液体推进剂,四氧化二氮和一甲肼。它是空间发动机,也就是说到了天上用的,主要用于飞行器的变轨和姿态控制,所以人家东西就多了,有1台3000牛轨控发动机和8台150牛的姿态控制发动机。3000牛发动机工作次数不少于20次,150牛发动机工作次数不少于2000次。天火-31是支持一箭多星的。

刚才的天火-11和天火-31,在天龙二号上都有。天兵科技的天火系列,还有一个天火-12。

天火-12,用液氧煤油,大家伙了,百吨级大推力发动机,用于可重复使用大中型火箭。海平面推力约112.2吨,海平面比冲285秒,真空推力约137.7吨,真空比冲335秒。推力可变范围40%-110%,重复启动次数大于3次,可重复使用次数大于50次。天火-12的初样产品已经投产,计划于2024年初完成火箭首飞,2025年具备每年12发以上的商业发射能力。

 

【天龙三号】

对标SpaceX猎鹰九。

两级构型,直径3.8米、总长71米,起飞质量590吨,起飞推力770吨,近地轨道运力17吨,500公里太阳同步轨道运力14吨。整流罩有4.2米直径、12米长,和5.2米直径、14米长两个版本。一级火箭可以重复使用10次。一二级、整流罩分离、星箭分离都采用冷分离。

解释下冷分离,既然有冷,就得有热。热分离,是上面子级的发动机先点火,然后两级之间的连接部位解锁,上面子级的燃气流把下面一级推走。长二F就是热分离。

冷分离,是连接部位先解锁,下面那级自己制动减速,这就分开了,距离拉开到一定程度,上面那一级再点火。SpaceX的猎鹰9,就是冷分离。

冷热分离,各有利弊。热分离的分离速度大、时间短。但级间段结构,要承受分离时高温高压的燃气,还要考虑发动机点火后的燃气排放。冷分离,分离冲击载荷较小,但需要的分离冲量会比较大,分离时间也比较长,姿控系统失控时间也会较长,这对控制系统的精度提出更高要求。

说回天龙三号,它是为我国卫星互联网组网发射量身定制的,将率先实现国内“一箭60星”的群打能力,满足卫星互联网“低成本、高可靠、高频次”的发射需求。

 

【天龙三H】

大家伙来了,两级半构型,直径3.8米、长度85.2米,起飞质量1742吨,起飞推力超2300吨。捆了俩助推器,芯一级复制粘贴的。整流罩直径5.2米,长度15米。运力,近地轨道68吨,500公里太阳同步轨道14吨,和重型猎鹰差不多。芯一级和助推器,都具备重复使用能力,可以自主返回,重复使用次数是10次。也采用冷分离。

 

【天龙三M】

这个主要是发洲际载人飞船的了。火箭直径3.8米、长度67米,起飞质量580吨,起飞推力770吨,近地轨道运力是5吨,可以重复使用30次。二级这样子有些特别,是载人飞船。载人舱的直径是3.8米、长度11米。如果进行洲际运输的话,按照14000公里算,运东西可以是30吨,运人可以一次100人。

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