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[专题] 我国新一代运载火箭(CZ-5系列)跟踪帖第三季

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凡人 发表于 2017-5-16 17:26 | 显示全部楼层
日前,长征五号遥二火箭在天津完成装船运往文昌发射基地,预计在六月底进行发射。这是长征五号的第二次发射,载荷是实践十八号卫星。与上次任务相同,这次的轨道仍是GTO,首射虽然成功,但过程历经波折,因此此次任务仍然是挑战重重。

故障频发

去年十一月发射的长五遥一作为新型号首飞,为全国观众进行了一次“犹抱琵琶半遮面”的网络“直播”,但这次的主角似乎并不给力。一开始就出现了排气管道失效的问题。这只是麻烦的开始,紧接着子级发动机温度无法下降,现场不得不派抢修队进行检查,以至于长五推迟了足足两个小时才进行发射。还有发射倒数时火箭上的一个加注管道没有按时脱落。发射后不久,有网友便发现长五并没有进入标准的GTO轨道,后经上面级补救,最后卫星才得以进入预定轨道。虽然此前阿里安5和日本的H-2B在首射时都出现过事故,但对于一向以高成功率著称的中国来说,这是相当罕见的。

入轨疑云

十一月三日晚,文昌发射基地宣布长五首射圆满成功。但据诸多航天爱好者发现,长五首射任务并没有想象中的那么成功。首先按照发射时序,二级出现关机异常的情况、上面级工作时间也出现了较大的偏差,此外还有爱好者发现二级火箭钝化离轨前仍保有大量的富余燃料。最重要的是——长五并没有将组合体送入远地点高达三万六千公里的地球同步转移轨道(GTO)。更有人对长五的运力提出了质疑,指出长五此次首飞表现出来的GTO运力仅有12吨,也有人根据测算得出,长五首飞箭可能并未注满燃料,或是多出来了一部分未公开的载荷。就在大家众说纷纭之际,系统内的同志站出来了,指出这次发射虽然存在一点小问题,但火箭自身运力并不存在问题,而是故意降低轨道,再让上面级将卫星从高度三万三千公里的远地点送入三万七千九百公里的超同步轨道,从而验证远征二号上面级的能力。但仍有部分爱好者指出这个方案的风险性,对此产生怀疑。

有一点可以肯定的是,根据目前官方公开的数据中,我们无从得出长征五号的真实运力,长五是否有14吨的GTO运力,我们只能看这次遥二的表现了。

“不靠谱”的芯级发动机

长五立项性之初,芯级大型氢氧发动机的研发就一直备受争议。反对者指出:YF-77研制系统难度过大,投入经费太多,会拖累整个研制工作。事实也确实如此,YF-77的研制极为复杂,从立项之初到研制成功足足花了十年,火箭发动机高强度试车与火箭储箱箭体部件的严格化测试都是耗资甚巨,而由于种种原因,YF-77在试车时间不足三万秒的情况下就进行装箭实射,相比国外的同类发动机,可谓相当冒险,美国的RS-25和苏联的RD-0120测试时间都在十万秒以上。YF-77的研制无疑给长五的 “赶鸭子上架”增加了极大的风险。根据分析,首发的入轨谜团很可能是一级给的速度不够,是否就是YF-77出了问题呢?就算不是,在如此匆忙装箭发射的情况下,第一发没有出现问题,第二发就不会吗?

结语

作为我国新一代运载火箭的旗舰,长五一直备受各界的关注。面对遥一发射前后的种种波折和经验教训,作为业余爱好者的我们深切希望我国的科研工作者能够做好遥二的发射,打个翻身仗,交上一份完美的答卷。

(本站原创,作者:猫利太郎,本文仅代表作者观点,转载请注明出处。)

http://www.spaceflightfans.cn/13272.html
凡人 发表于 2017-5-16 17:35 | 显示全部楼层
yf77试车不到3万秒,而rs-25和rd-0120试车都在10万秒,这个不知道有没有出处。不过,中国超算世界第一,如果进行仿真测试的话,的确不用10万秒。

joki 发表于 2017-5-16 17:41 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
swiftosos 发表于 2017-5-16 16:54
额。。。。。。
貌似欧洲的A5芯一级干质比是12.X吧,怎么D4比这个都差啊。。。。。。。居然和我们一个水 ...


阿5芯级是共底储箱且采用助推承力设计,加上欧洲比较高的工艺水平,这才有的高干质比指标。D4是通用化设计有CBC构型,且RS68A追求经济性,采用的是重量较大的烧蚀喷管,能有8已经是功力深厚了,换别的国家搞只会更难看。RS68A设计上就是为起飞级服务的,工作时间短、喷管面积比小,如果要为一级半任务优化需要大改,烧蚀喷管做大面积比太重而且也工作不了那么久,需要改为其他类型的喷管设计,这种改动成本不菲跟重新设计也差不了多少。当初AresX一度想采用RS68B,需要重新设计喷管适应多机并联需要且达到载人标准,结果被几十亿美元的改型报价吓尿了,老老实实改回SSME。
chengangxx 发表于 2017-5-16 17:46 | 显示全部楼层
凡人 发表于 2017-5-16 17:26
日前,长征五号遥二火箭在天津完成装船运往文昌发射基地,预计在六月底进行发射。这是长征五号的第二次发射 ...

这个问题朱森元很好地回答了

                               
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joki 发表于 2017-5-16 17:46 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
凡人 发表于 2017-5-16 17:26
日前,长征五号遥二火箭在天津完成装船运往文昌发射基地,预计在六月底进行发射。这是长征五号的第二次发射 ...

这个文章错漏太多,夹私货,打板子都没打对地方。别的不说,首飞任务疑似问题点是二级,怎么也轮不到扯YF77。
ssizz 发表于 2017-5-16 18:46 | 显示全部楼层
joki 发表于 2017-5-16 17:46
这个文章错漏太多,夹私货,打板子都没打对地方。别的不说,首飞任务疑似问题点是二级,怎么也轮不到扯YF ...

相比国外的同类发动机..........美国的RS-25和苏联的RD-0120.......... 他居然能把YF-77跟这两个室压高到极致的分级燃烧的算成同类
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ssizz 发表于 2017-5-16 18:48 | 显示全部楼层
chengangxx 发表于 2017-5-16 17:46
这个问题朱森元很好地回答了

轮基础理论扎实,那要看LE-7A,总共就4次全程试车
Lsquirrel 发表于 2017-5-16 20:38 | 显示全部楼层
ssizz 发表于 2017-5-16 18:48
轮基础理论扎实,那要看LE-7A,总共就4次全程试车

LE-7 Tests.JPG
LE-7就不算长,1.5万秒而已
非要和SSME那些比试车时间,实在是刻舟求剑了

delta4heavy 发表于 2017-5-16 20:40 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
RS-68貌似还不到1万秒。
bombers 发表于 2017-5-17 00:07 | 显示全部楼层
“基础理论方面工作扎实”其实是不存在的。YF-77刚遇到不稳定燃烧的故障那会,研制人员连故障都无法定位,因为按照国外的文献,氢氧机是没有不稳定燃烧现象的,京11所当时显然把国外的论断搬过来用了。

YF77发动机的累计试车时间远不如美俄发动机,原因不少。一是发动机没有国外同类复杂(对比SSME,RD0120),二是无载人要求(对比SSME),三是研制保障能力不够,一分钱都要掰成两半花。
ddeell72 发表于 2017-5-17 01:17 | 显示全部楼层
oaki911 发表于 2017-5-14 21:25
等长九成功了,就取其第三级7.5直径大氢氧芯级上捆绑2、4个YF-480助推器构成新一代大型火箭。


swiftosos 发表于 2017-5-14 17:47
芯一级RS68A,装4个3.8米RD180的助推,一级半60吨没问题
人类最高水平



实在不敢期待 ...........
ddeell72 发表于 2017-5-17 01:17 | 显示全部楼层
不管怎样,无论如何,还是希望能上马高水准的全流量分级燃烧液氢液氧地面起飞级发动机,这个门槛不论如何咬紧牙关都要迈过去,不管下多大的决心

否则,“航天强国”怎么都是一句空话

迈过去之后,再考虑什么开循环、低成本、甲烷机。这才是正途 !
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joki 发表于 2017-5-17 08:35 | 显示全部楼层
bombers 发表于 2017-5-17 00:07
“基础理论方面工作扎实”其实是不存在的。YF-77刚遇到不稳定燃烧的故障那会,研制人员连故障都无法定位, ...

所谓“基础理论方面工作扎实”,有没有可能是指采用燃气循环方式比较简单,毕竟有YF73、YF75的研制经验在(这两个型号似乎也是只试车几万秒),再加上国际上大量公开文献的存在,比起全新补燃设计总归是要有底一点。
YF77遇到不稳定燃烧问题,总觉得搞不好是个意外(最后发现是喷注器的问题),因为国外同类设计似乎就没遇到过。当然,这有两种可能,一个是别人遇到了但就是不说,还有就是人家才是真理论功底深厚,在仿真模拟和设计的时候就把这个问题绕过去了。
joki 发表于 2017-5-17 08:38 | 显示全部楼层
Lsquirrel 发表于 2017-5-16 20:38
LE-7就不算长,1.5万秒而已
非要和SSME那些比试车时间,实在是刻舟求剑了

H-II发射失败的板子就打在LE-7上,涡轮空炮汽蚀,到LE-7A才算是彻底搞定。有人拿这个当反面教材,认为试车积累时间太短、问题暴露不充分容易出事,所以试车到底试多久合适的问题还真是不好说,看各自能耐吧。
diyue 发表于 2017-5-17 09:40 | 显示全部楼层
joki 发表于 2017-5-16 17:46
这个文章错漏太多,夹私货,打板子都没打对地方。别的不说,首飞任务疑似问题点是二级,怎么也轮不到扯YF ...

没错,应该是yf75d中途出现故障,喷管颜色变化的确很大,而yf77表现还是不错滴。
swiftosos 发表于 2017-5-17 10:29 | 显示全部楼层
ddeell72 发表于 2017-5-17 01:17
不管怎样,无论如何,还是希望能上马高水准的全流量分级燃烧液氢液氧地面起飞级发动机,这个门槛不论如何咬 ...

我也觉得没有全流量分级燃烧大氢氧发动机,所谓的航空强国就是一句空话
将来把长九的7.5米直径氢氧段利用下,装两台全流量分级燃烧大氢氧,两边在弄两个长9的5米大助推,那特么才是航空强国的范儿,一级半70吨妥妥的
joki 发表于 2017-5-17 10:51 | 显示全部楼层
swiftosos 发表于 2017-5-17 10:29
我也觉得没有全流量分级燃烧大氢氧发动机,所谓的航空强国就是一句空话
将来把长九的7.5米直径氢氧段利 ...

国内氢氧机已经走上燃气循环+膨胀循环路线。除非发生特别变故(国际潮流突变或者引进技术),补燃循环氢氧机就没得指望了,更不要说全流量的。
氢氧芯级一级半构型目前看也不再是潮流,阿6已经舍弃这个设计,SLS Blk1也不是真正意义上的一级半,CZ9也没延续CZ5的设计。
swiftosos 发表于 2017-5-17 11:08 | 显示全部楼层
joki 发表于 2017-5-17 10:51
国内氢氧机已经走上燃气循环+膨胀循环路线。除非发生特别变故(国际潮流突变或者引进技术),补燃循环氢 ...

看样子以后的潮流就是一级液氧煤油,加二级25吨级氢氧发动机了
那长五再用个15年就要淘汰了啊
5米直径将来必定是两台YF460千吨起飞,加上二级单台25吨氢氧机了,走宇宙神5的路子,单杆25吨LEO没问题
加几个助推,二级上7.5米直径,装2台25吨氢氧,50吨LEO轻松搞定
joki 发表于 2017-5-17 11:13 | 显示全部楼层
swiftosos 发表于 2017-5-17 11:08
看样子以后的潮流就是一级液氧煤油,加二级25吨级氢氧发动机了
那长五再用个15年就要淘汰了啊
5米直径 ...

那要看以后的潮流是一次性火箭还是搞复用,前者基本就是你说的模式,后者的话变数太多。
如果还是坚持做一次性火箭,那么对于任务比较多的中型火箭,国内可能会比较快向这个模式上靠。CZ5这档本身需求就少,一个不好没准用到遥远的未来,直到有真正更新换代的设计出现。现在还有讨论改进YF77的想法,如果CZ5用不了几年,谁还考虑上这种项目。
swiftosos 发表于 2017-5-17 11:23 | 显示全部楼层
joki 发表于 2017-5-17 11:13
那要看以后的潮流是一次性火箭还是搞复用,前者基本就是你说的模式,后者的话变数太多。
如果还是坚持做 ...

YF460出来后,没必要继续玩YF77的长五了啊。。。。。。。
同样是5米直径,同样的25吨LEO,用YF460是单杆,省了8台YF100,2台YF77,和超贵的液氢,多的是2台YF460而已,从成本上来说,肯定是新构型要好得多
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