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日本史上最大火箭首飞未成!H3性能如何?箭指何方?

2023-02-17 19:13 作者:熹天取经  | 我要投稿

日本最大火箭首飞未成  H3解析



日本火箭扛把子、史上最大火箭H3首飞!紧急关机,没能飞起来。在芯一级LE-9氢氧发动机点火之后,箭上系统检测到发生异常,之后SRB-3固体助推器点火的信号没有发出,最终芯一级紧急关机,发射中止。


【 H3什么构型、运力如何?】

首发的H3,直径5.2米,两级半构型。助推器,直径2.5米,两个SRB-3固体助推。一级,两台LE-9氢氧发动机。二级,一台LE-5B-3氢氧发动机。整流罩宽度5米2、长度10米4。

其实,H3并不是一款火箭,而是一个系列,目前有四种构型,就是这张图的四个。

四种的区别是:一级火箭,是配两个还是三个LE-9氢氧发动机。助推器,是不配,还是配两个或者四个SRB-3固体发动机,以及整流罩是10米4高的,还是16米4高的。二级都是一台LE-5B-3氢氧发动机,没区别。由此,派生出来四个型号。

命名规则是H3-ABC,A表示芯一级LE-9发动机数量,B表示SRB-3固体助推器数量,C表示整流罩的尺寸。

从左至右,依次是。

H3-30S,一级三个发动机、没有助推、10米4整流罩,这也是H3的最小构型,太阳同步轨道载荷能送4吨。

H3-22S,就是首发的这一款。

H3-32L,一级三个发动机、两个助推、16米4整流罩。

H3-24L,一级两个发动机、四个助推、16米4整流罩,地球同步轨道运载能力是7.9吨。 

未来,H3还会有直径5米4的整流罩。H3可以覆盖掉之前H2A和H2B的全部运力范围。

 

【H3发动机性能如何?】

性能能否称霸?得靠数据说话。咱们来看看是好还是差。

助推器,SRB-3固体发动机,真空比冲283秒,真空推力220吨。

一级,LE-9氢氧发动机,真空比冲432秒,真空推力150吨。

二级,LE-5B-3氢氧发动机,真空比冲448秒,真空推力14吨。

 

【日本为什么要研发H3?】

这个问题,既重要,又简单。日本要又能干活又便宜的火箭!

一方面,H3被当做日本走向国际航天发射市场的王牌。

它是在H2A和H2B的基础上发展而来的。但是,H2系列发射费用属于高价,数目也越来越大,准备周期也长效率有点差,国际市场上基本说不上话,必须重新规划,把市场拿下。

具体看费用。日本H2A火箭单次发射费用大约100亿美元,H2B大约150亿美元,H3就只有大约50亿美元。同时,它的运载能力是H2A的1.6倍。很显然,这在相当大的程度上降低了进入空间的成本,提高了火箭的经济性和竞争力,有可能会获得更多机会。注意,我说的是有可能。成本压缩狂魔马斯克,未来到底怎么压榨成本,降低费用,谁知道啊。

除了便宜,能送更大的载荷,完善日本太空战略可能更为重要。2020年5月,日本宣布成立首支太空部队“宇宙作战队”,主要任务为“监视宇宙垃圾和可疑卫星”。2020年7月,日本内阁出了个《宇宙基本计划》修正案,敲定日本太空探索“十年大计”。和以往的版本比,这个新版更强调军事利用,更注重增强空间侦查。开篇就提到了宇宙空间安保的重要性,全篇46次提到“安全保障”。还特别指出,在当前形势下,强化情报收集卫星的功能,确立宇宙空间监视体制,“非常有必要”。那要实现这些,H3显得尤为重要。

同时,日本想把航天产业规模从2020年的110亿美元,提升到2030年的220亿美元。靠H3这样的火箭去拼市场、抢生意,也是必须的。

而H3最初确定的首发时间就是2020年,时间点也刚刚好。

 

【H3火箭首发为何一再推迟?】

主要是发动机问题。

H3的开发,在2013年获得日本政府的批准,计划是2020财年首发。2017年3月,LE-9氢氧发动机组装完毕,在种子岛航天中心做了试验。可是,后续开始出现问题。

比如,2020年5月的测试中,LE-9发现异常情况。主要是两方面的问题,一是燃烧室壁,总共发现14处,最大宽度是0.5毫米、长度约为10毫米的裂缝。二是,在涡轮的第二级叶片的76个叶片中的2个发现损坏。后来做了改进,但是出了新问题,第一级圆盘有5处出现裂纹。当然,这些问题,都逐步解决。

 

【H3火箭未来会不会推新品?】

当然要推新品!看这张图,最右侧就是未来H3重型。基本思路就是把芯一级复制粘贴,变成俩助推器,发货更大更大。低轨能力28.3吨,月球轨道能力11.9吨。还记得我在《日本探月路线图》那期说到的,日本未来希望在探月上有一定作为,包括大型的月球车,甚至是居住舱,大家伙的火箭必不可少。H3重型火箭,现在给出的时间,是可能在2030年准备就绪。

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