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甲烷火箭谁家强?首枚入轨花落谁家?盘点全球主要甲烷火箭!

2023-03-06 19:59 作者:熹天取经  | 我要投稿

首款甲烷火箭 三月巅峰对决



目前,全球主要的甲烷火箭,包括星舰、新格伦、火神、人族R、咱们国家的朱雀二号,中子火箭,人族一号,Stoke Space的一款火箭。其中,星舰和人族一号,是准备三月发的!


【甲烷优势】

为啥大家都爱液氧甲烷呢?这就得跟,液氧液氢和液氧煤油比了。

比冲角度。液氧甲烷的比冲,要比液氧液氢的要低。

价格角度。甲烷比液氢要便宜,大概是液氢的三十分之一。

温度角度。液氧和甲烷之间的温差,大概20度。液氧和液氢之间的温差,要70度左右。显然,液氧甲烷贮箱的隔温措施,会更简单一些,可以做成共底贮箱。

密度角度。液氢密度低,贮箱就得大,甲烷密度高,贮箱可以小。空间腾出来了。

很关键的一点,液氧甲烷,不像液氧煤油那样会结焦,发动机要重复使用,这点非常非常非常重要。总体看下来,要重复使用液氧甲烷还是占优势的。


【星舰】

三月首发,具体日期还不知道。用的是液氧甲烷的猛禽2发动机。超重助推有33台猛禽2,星舰飞船有6台。猛禽2重量大约1.6吨,海平面推力230吨,峰值可以达到247吨,进一步改进能达到250吨,比冲327秒。成本,有数据说是100万美元,可以重复使用50次。那随着量产和可重复使用,成本可以降至25万美元。


【人族一号】

人族一号,是相对论公司的,定档3月8日首发。高39米,干重是9.3吨,两级。近地轨道的运载能力是1.25吨,价格大约1200万美元,也就是说每公斤载荷发射价格不到1万美元。太阳同步轨道的运力,是0.9吨。人族一号,还有个特点,85%质量都是3D打印的。现在看来,它很可能是世界上第一款入轨的液氧甲烷火箭。


【人族R】

人族R,看名字就知道跟人族一号好兄弟、一脉相承,都是相对论公司的,都用液氧甲烷发动机。但是从个头就能看出来,能力明显提升!近地轨道运力会在20吨左右,90%以上的部件将会使用3D打印,而且是完全可重复使用。个人感觉,火箭大面积采用3D打印,使得人族未来可能会成为可重复使用火箭的一个搅局者。


【火神半人马】

火神半人马和新格伦,都用到了蓝色起源公司的液氧甲烷的BE-4发动机。BE-4地面推力是245吨,据说重复使用至少25次。

火神半人马目前瞄准的是5月4日到5月7日首发。芯一级长约33.5米,用BE-4发动机,直径5.4米,可以光杆,也可以捆2个、4个或者6个固体火箭助推器。近地轨道运力从10.6吨到27.2吨。首发的是月球着陆器游隼号和两颗卫星。

火神半人马首发成了的话,2023年还有两发试验性飞行,包括追梦者航天飞机首次入轨。计划,2024年,发射次数翻一番。有消息说,火神半人马同一发射台的理论最短周转周期是11天。所以,到2025年底,能实现两周就能来一发。


【新格伦】

按照计划,今年会首发。新格伦是两级火箭,一级7台BE-4,二级单台BE-4。直径大约7米,高度大约82米。近地轨道能力45吨,地球同步轨道运力13吨。它还能加一个三级,高度会达到接近98米。

新格伦是可回收的,第一级设计了6条着陆腿,瘸了一条腿也没事,还是能着陆。


【朱雀二号】

朱雀二号,本来很可能是全球首款入轨甲烷火箭,可惜去年12月首飞的时候失败了。一级和二级主机都没问题,二级的游机出现异常,所以有人说,败在了最后一公里,临门一脚没踢进去。

朱雀二号,是咱们国家民营航天蓝箭航天的。首发的是两级构型,49.5米高,200公里近地轨道运力4吨,500公里太阳同步轨道运力2吨。

发动机方面,一级用四台天鹊-12发动机。单台地面推力67吨,比冲286秒,单台真空推力80吨,比冲337秒。二级用一台天鹊-12和一台天鹊-11。天鹊-11,真空推力8.2吨,真空比冲333秒。预计朱雀二号将会在今年下半年复飞。

朱雀二号的构型未来还会拓展。搞个三级,放一台天鹊-11,这样,200公里近地能力提升到6吨,500公里太阳同步轨道运力提升到4吨。同时,还可以捆两个或者四个助推,适应不同任务。另外,朱雀二号未来是有芯级回收计划的。


【中子号】

中子号,是火箭实验室的。最开始是准备用液氧煤油的,后来改成了液氧甲烷。

两级构型,直径7米。回收版近地轨道能力8吨,不回收版近地轨道能力15吨。发动机叫阿基米德,这是要撬动地球啊!单台推力约74吨,比冲329秒。真空版单台推力约82吨,比冲367秒,具备50%到100%的推力调节能力。这个火箭最大的创新是整流罩。整流罩叫“饥饿河马”(Hungry Hippo)。名字和功能极度匹配。整流罩跟一级火箭连在一起,张开饥饿河马的大嘴,把二级火箭和载荷放出来。然后整流罩不抛掉,跟着一级一起回地面复用。这有点意思哈。而且这河马的确挺饿的,能吃这么多东西,还是不好消化的。目前说,中子号2024年首发。


【Stoke Space】

Stoke Space的火箭,消息不多。在公司的宣传中,说注重于100%的可重复使用。研制一个由30个小的独立控制推进器组合的系统。整流罩也是张嘴样式的,跟二级在一起,然后整体回收。号称发射频率可以提到高每天一次。

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