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[原创] 我国高轨道(GTO/GEO/MEO/IGSO)发射能力的讨论

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Nighthawk 发表于 2015-7-28 01:55 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 Nighthawk 于 2015-7-28 15:13 编辑

在长五/长七以及长三甲系列运载火箭的讨论贴里都有类似的讨论,在东方红/SAST各平台的帖子里也有讨论。这两方面总是一并发展,互为制约,不妨放在一起讨论一下。
轨道 型号 倾角/deg 高度/km 运载能力/t
GTO LM5 19.5 200x36000 13
GEO LM5+ LMU2 0 36000x36000 5.1
MTO LM5 55 200x26000 13
MEO LM5+ LMU2 55 26000x26000 4.5
GTO LM734 19.5 200x36000 7
GTO LM732 19.5 200x36000 4.5
GTO LM730 19.5 200x36000 1.2
GTO LM722S(HO) 19.5 200x36000 2.4
GTO LM720(HO) 19.5 200x36000 1.5
GTO LM3BE28 200x36000 5.5
MEO LM3BE+YZ-1 55 26000x26000 >2.0
GTO LM3CE 28 200x36000 3.8
IGSO LM3CE+YZ-1 55 26000x26000 >0.85
GTO LM3A 28 200x36000 2.6
数据来自:
[1]长征七号系列运载火箭发展规划
[2]IAC-14.D2.1.11The New Generation Launch Vehicles In China
[3]长征三号甲系列运载火箭用户手册

对应的,各型卫星质量:
Beidou-3M:~1000kg;Beidou-3I:~850kg;Beidou-3G(DFH-3B):~3800kg
DFH-3:~2400kg;DFH-3B:~3800kg
DFH-4SP:2000~2500kg;DFH-4S:~3800kg;DFH-4:5100kg;DFH-4E:~5500kg;
DFH-5:6500~9000kg;
SAST-5000:4000~6500kg;SAST-9000:~9000(?)kg

个人觉得,CZ734和CZ5之间的空档过大,缺少一型标准GTO能力在10吨(双星构型)左右的火箭(相当于A5ECA和A64)。CZ5实际上有这一型号,但目前未见发展的报道。用CZ5基本型打双星则凑不够足够的质量,毕竟5吨以上的型号是很少的。
joki 发表于 2015-7-28 08:06 | 显示全部楼层
DFH4规划中有一款瘦身版4.5吨级的型号,如果这个星上马,多半才用得着GTO10吨级火箭。不过,一院现在提的更多是用CZ732(现在也许应该叫CZ832)单星发射。恐怕是发射需求不足以支持大量双星任务罢,不发展也在情理之中。基本型运力有些富余,可以考虑超同步轨道。
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Redbee 发表于 2015-7-28 08:21 | 显示全部楼层
3BE那个5.5吨运力不是倾角28度?

点评

是的,谢谢指出  发表于 2015-7-28 15:12
ssizz 发表于 2015-7-28 10:23 | 显示全部楼层
LM5+ LMU2的MEO运力比GEO小
LM730的GTO运力比LM720(HO)小
作何解释?
ssizz 发表于 2015-7-28 10:25 | 显示全部楼层
Redbee 发表于 2015-7-28 08:21
3BE那个5.5吨运力不是倾角28度?

长三甲系列的运力指标都是倾角28度下的
另外LM3CE的GTO运力是3.9吨
StdNormDist 发表于 2015-7-28 13:00 | 显示全部楼层
可以增加逃逸轨道运载能力的讨论
例如发射一个火星探测器,如果按霍曼转移轨道,从地球出发时的C3=8.681km^2/s^2,如果使用LM-3BE则最多可以发射约2.92t的探测器

a1.png
zhh894217 发表于 2015-7-28 13:34 | 显示全部楼层
joki 发表于 2015-7-28 08:06
DFH4规划中有一款瘦身版4.5吨级的型号,如果这个星上马,多半才用得着GTO10吨级火箭。不过,一院现在提的更 ...

可能4S=3B,而且最大质量达到4.6T
1、老挝星曾经的报道,采用4S、3B都提到过,现在的报道基本都是3B,但是发射火箭确实CZ3B
2、五院北斗GEO星采用的3B平台,也是说小于4.6T
3、五院官网、珠海航展不再提4S
joki 发表于 2015-7-28 13:44 | 显示全部楼层
zhh894217 发表于 2015-7-28 13:34
可能4S=3B,而且最大质量达到4.6T
1、老挝星曾经的报道,采用4S、3B都提到过,现在的报道基本都是3B,但 ...

卫星马甲到底叫什么不好说,东西就是那一个。火箭用CZ3B,是目前唯一满足运力需求的型号,浪费点运力打超同步而已。如果将来这种星做得比较多,那么发展CZ732(CZ832)就是比较合理的选择。
joki 发表于 2015-7-28 13:49 | 显示全部楼层
ssizz 发表于 2015-7-28 10:23
LM5+ LMU2的MEO运力比GEO小
LM730的GTO运力比LM720(HO)小
作何解释?

1、MEO轨道倾角55°,CZ5从低纬度的文昌发射运力损失会大一些。
2、CZ730构型受起飞推力限制,各级都无法加注满、变相等于大幅降低了干质比,运力反而不如更合理的CZ720(HO)。这是一种极端特例。
ssizz 发表于 2015-7-28 14:15 | 显示全部楼层
joki 发表于 2015-7-28 13:49
1、MEO轨道倾角55°,CZ5从低纬度的文昌发射运力损失会大一些。
2、CZ730构型受起飞推力限制,各级都无 ...

我说的MEO,不是MTO

你这个说法可以解释为啥他们两个MTO都是13吨
joki 发表于 2015-7-28 15:15 | 显示全部楼层
ssizz 发表于 2015-7-28 14:15
我说的MEO,不是MTO

你这个说法可以解释为啥他们两个MTO都是13吨

不知道工作时序和轨道转移方式,不太好具体评估。
CZ5+YZ2打MEO和GEO,不一定是把载荷和YZ2组合体送入MTO和GTO,然后靠YZ2来完成剩余部分。这样一来,转移轨道可能跟我们设想的不同,运力跟预期有差异是正常的,目前看来不太可能是笔误。
 楼主| Nighthawk 发表于 2015-7-28 16:04 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
joki 发表于 2015-7-28 08:06
DFH4规划中有一款瘦身版4.5吨级的型号,如果这个星上马,多半才用得着GTO10吨级火箭。不过,一院现在提的更 ...

我觉得现在的发射量是够的,每年的任务里接近一半都是高轨发射。如果有这个能力,客户是会优先选择的。
joki 发表于 2015-7-28 16:12 | 显示全部楼层
Nighthawk 发表于 2015-7-28 16:04
我觉得现在的发射量是够的,每年的任务里接近一半都是高轨发射。如果有这个能力,客户是会优先选择的。

凑双星任务总是有些麻烦,发射周期、载荷需求的协调等等,连ESA不也搞了更灵活的阿6么。
GTO10吨级火箭技术是现成的,如果硬是雪藏,合理的解释只能是需求不足。
ssizz 发表于 2015-7-28 17:22 | 显示全部楼层
joki 发表于 2015-7-28 16:12
凑双星任务总是有些麻烦,发射周期、载荷需求的协调等等,连ESA不也搞了更灵活的阿6么。
GTO10吨级火箭 ...

很多构型卡在推重比,也就是卡在YF-100的推力上,比如4个2.25米助推器的CZ-5
CZ-5能靠双助推器实现8吨左右的GTO运力是最理想的,一次1颗DFH-5,或者1颗DFH-4系列+1颗全电星(反正会选全电星的不会太在意发射时间,方便配对)。
YF-100增推10%甚至15%也有利于CZ-7和CZ-8的优化
初始设计那么保守又那么喜欢搞极限工况试车,就不想尽快增推?
纸飞机 发表于 2015-7-28 20:57 | 显示全部楼层
ssizz 发表于 2015-7-28 17:22
很多构型卡在推重比,也就是卡在YF-100的推力上,比如4个2.25米助推器的CZ-5
CZ-5能靠双助推器实现8吨左 ...

现在这么低的推重比,更有可能是因为研制过程中火箭不断增重……
ssizz 发表于 2015-7-28 21:05 | 显示全部楼层
纸飞机 发表于 2015-7-28 20:57
现在这么低的推重比,更有可能是因为研制过程中火箭不断增重……

CZ-5 4个2.25米助推器的构型一开始推重比就低
至于CZ-7,别的不说,各种箱间段、过渡段等干占长度不装东西的结构就大得发指
增推以后就可以延长贮箱把这些浪费干重的空间填上

点评

一子级尾罩的长度真是。。。  发表于 2015-7-29 19:18
joki 发表于 2015-7-29 07:29 | 显示全部楼层
ssizz 发表于 2015-7-28 17:22
很多构型卡在推重比,也就是卡在YF-100的推力上,比如4个2.25米助推器的CZ-5
CZ-5能靠双助推器实现8吨左 ...


印象里YF100极限工况也就做到127吨,原始设计上没太考虑极限工况这些需求。如果要增推,基本等于要重新研制,估计没这个可能。另外,考虑双机并联摇摆需要,目前也不支持进一步提升推力,除非提高室压,那更是推倒重来的节奏。
PS:真要有GTO8~9吨这样的任务,应该优先考虑发展固推构型,改动比较小。
ssizz 发表于 2015-7-29 14:11 | 显示全部楼层
joki 发表于 2015-7-29 07:29
印象里YF100极限工况也就做到127吨,原始设计上没太考虑极限工况这些需求。如果要增推,基本等于要重新 ...

只能希望这些胆小的家伙在设计时余量留得很大
不然就算YF-480系列很快能上马,未来十年的长征火箭也就是些烂货了
用固推的,包括阿6,在成本上降不下来,在发射场的整备也完全是另外套程序了
joki 发表于 2015-7-29 14:51 | 显示全部楼层
ssizz 发表于 2015-7-29 14:11
只能希望这些胆小的家伙在设计时余量留得很大
不然就算YF-480系列很快能上马,未来十年的长征火箭也就是 ...

余量大什么的假设就不要想了,技术水平在那里。
固推潜在的型号可能就是4个2米3段式360吨固推,有试车新闻。发射场需要新的转运设施和固推分段组装设施,加注设施没有额外需求。
成本什么的,只要比CZ5基本型便宜就好,本身也不需要市场竞争,纯看需求。
zimu 发表于 2015-7-29 17:32 | 显示全部楼层
joki 发表于 2015-7-29 14:51
余量大什么的假设就不要想了,技术水平在那里。
固推潜在的型号可能就是4个2米3段式360吨固推,有试车新 ...

不能增推, 那可以试试减重
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