航空航天港

 找回密码
 注册会员

QQ登录

只需一步,快速开始

返回列表
楼主: joki
收起左侧

[原创] CZ9一级复用升级方案探讨

  [复制链接]
 楼主| joki 发表于 2018-11-22 10:50 | 显示全部楼层

RD0120推力太小了吧?才150吨级。对俄合作也不是这家。
hyperion 发表于 2018-11-22 12:50 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
joki 发表于 2018-11-22 08:11
海龙这个指标高到不可思议,比SH单位面积推力高一倍。不知道是用小面积比牺牲真空比冲,还是真的全面高大 ...

不过看起来玩全一级复用的似乎都是私企(太空叉、兰园),而黑店、阿里亚娜思考的都是不损失运力的只回收发动机吧?对于不损失运力的部分复用方案,自然应该靠助推器调节运力范围了。
 楼主| joki 发表于 2018-11-22 13:12 | 显示全部楼层
hyperion 发表于 2018-11-22 12:50
不过看起来玩全一级复用的似乎都是私企(太空叉、兰园),而黑店、阿里亚娜思考的都是不损失运力的只回收 ...

也是要损失运力的,加防热、分离机构、加伞、气囊都要重量。另外,即便发动机回收,还需要重新安装到箭体上,测试、整备费用上升。到底能不能降低成本,还有待实践检验啊。
欧空有VTVL的阿7方案,最后到底走什么路还不好说。黑店这个路数已经存在数十年,也没真正搞过,不排除只是做个降低成本的姿态。
ssizz 发表于 2018-11-22 15:52 | 显示全部楼层
joki 发表于 2018-11-22 08:59
六院西安有过100吨、200吨级液氧甲烷机的预研方案,15~20Mpa富燃补燃循环。什么时候会立项研制尚未定案, ...

用YF77M的RLV 2020年首飞的目标没见改变
 楼主| joki 发表于 2018-11-22 16:05 | 显示全部楼层
ssizz 发表于 2018-11-22 15:52
用YF77M的RLV 2020年首飞的目标没见改变

然而立项了么?不要说集团立项,类似6X这样的都没有见到。预计不到2年就要飞的东西,现在连个编号都没有,情况可想而知。
YF77M只能在类似XS-1的项目上搏一把看看,VTVL项目上多半已经出局了。
 楼主| joki 发表于 2018-11-23 10:01 | 显示全部楼层
鉴于老方案二普遍反响不好,且实际气动/结构问题也比较突出的情况,现初步考虑做如下调整:

一级布局如方案一,模块质量约2800吨,以干质比13、不可用推进剂2%。二级采用5米径,并联2台YF100V高空版(比冲350s)液氧煤油发动机,模块质量约300吨、干质比12、不可用推进剂1.5%。三级采用5米径氢氧共底,2台YF75D大喷管氢氧发动机(比冲460s),模块质量50吨、干质比7.5、不可用推进剂1%。起飞重量约3200吨。二级和三级其实就是沿用新一代载人火箭的,只不过二级采用的是CBC构型LEO任务中规模较大的那款模块。方案中只有芯一级是全新研制,可以视作方案一的领先试飞型号,或者作为一种低成本降配型号。
初步计算,一次性LEO87吨、LTO36吨。一级VTVL复用运力LEO52吨、LTO25吨。复用模式下,一次仅消耗2个模块、2台YF100、2台YF75D,LTO任务理论上具备低成本替代新一代载人火箭CBC构型的潜力。
PS:二级替换为方案一的7.5米煤油二级,三级仍沿用5米径50吨氢氧级,复用LTO运力有望提高到31吨。不过需求不明,暂时作为一种备选配置。
ssizz 发表于 2018-11-23 10:58 | 显示全部楼层
joki 发表于 2018-11-22 16:05
然而立项了么?不要说集团立项,类似6X这样的都没有见到。预计不到2年就要飞的东西,现在连个编号都没有 ...

这种军用项目不好跟6X之类的比
 楼主| joki 发表于 2018-11-23 11:06 | 显示全部楼层
ssizz 发表于 2018-11-23 10:58
这种军用项目不好跟6X之类的比

有翼构型,无论是轨道级还是助推级。因为各种原因,目前都推迟了。
9m96e2 发表于 2018-11-23 16:34 | 显示全部楼层
joki 发表于 2018-11-17 19:16
内壁是金属又有什么关系?先搞清楚核心目的

如果用传统的钢壳并进行多次溅落复用的话,锈蚀会不会是个大问题?

毕竟不锈钢的防锈机制决定了其鲁棒性比较小,而且海龙这样的大规模挤压助推器既要长期泡水,发射和回收时又要承受接近极限的负荷,由于干质比也不可能留出足够大的冗余

如果用复材的话,抗冲击性和抗盐能力也很麻烦吧
 楼主| joki 发表于 2018-11-23 16:42 | 显示全部楼层
9m96e2 发表于 2018-11-23 16:34
如果用传统的钢壳并进行多次溅落复用的话,锈蚀会不会是个大问题?

毕竟不锈钢的防锈机制决定了其鲁棒 ...

所以我其实不太看好溅落复用模式。前面那堆讨论,他们意思似乎是挤压循环搞VTVL?不知道是否可行。
hyperion 发表于 2018-11-23 18:58 | 显示全部楼层
joki 发表于 2018-11-23 16:42
所以我其实不太看好溅落复用模式。前面那堆讨论,他们意思似乎是挤压循环搞VTVL?不知道是否可行。

VTVL只适合高干质比泵压循环吧?VTVL需要大量返回推进剂,如果第一级本身的干质比不够的话,性能就太难看了。挤压循环的卖点不就是因为够坚固可以溅落复用,从而不需要返回推进剂吗?
9m96e2 发表于 2018-11-23 19:03 | 显示全部楼层
hyperion 发表于 2018-11-23 18:58
VTVL只适合高干质比泵压循环吧?VTVL需要大量返回推进剂,如果第一级本身的干质比不够的话,性能就太难看 ...

问题就在于钢壳和碳纤维壳体液推似乎都不适合溅落复用
hyperion 发表于 2018-11-23 19:19 | 显示全部楼层
9m96e2 发表于 2018-11-23 19:03
问题就在于钢壳和碳纤维壳体液推似乎都不适合溅落复用

既然航天飞机的钢壳固推可以多次溅落复用,那钢壳的挤压液推应该也可以吧?另外既然碳纤维复合材料能做船壳,那么它的耐海水能力应该也还可以吧?
 楼主| joki 发表于 2018-11-23 20:02 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
hyperion 发表于 2018-11-23 18:58
VTVL只适合高干质比泵压循环吧?VTVL需要大量返回推进剂,如果第一级本身的干质比不够的话,性能就太难看 ...

返场就别想了,落区吧。有个8以上勉强还能忍。说不定钢壳更耐热,放宽再入速度,没准抵消了。
9m96e2 发表于 2018-11-23 20:10 | 显示全部楼层
hyperion 发表于 2018-11-23 19:19
既然航天飞机的钢壳固推可以多次溅落复用,那钢壳的挤压液推应该也可以吧?另外既然碳纤维复合材料能做船 ...

钢壳固推复用的只是短分段,而挤压液推需要复用整个压力容器,何况固体燃料密度比冲高很多,对干质比不那么敏感

而且金属缠绕碳纤维还是有耐海水问题吧,石墨复合金属不会变成原电池吗... 如果是纯复材的话抗冲击能力怎么保证?
hyperion 发表于 2018-11-23 20:22 | 显示全部楼层
9m96e2 发表于 2018-11-23 20:10
钢壳固推复用的只是短分段,而挤压液推需要复用整个压力容器,何况固体燃料密度比冲高很多,对干质比不那 ...

纯复材的抗冲击大约得指望芳纶纤维之类的增强材料?碳纤维复材相对较脆,但其他复材好像就没那么脆了
swiftosos 发表于 2019-3-6 11:30 | 显示全部楼层
1楼图片全挂了
我觉得10米直径也许太大了
要不这样7米直径,5台YF460,中间那台反推
5米助推照我的方案,一样回收,CBC可能规模太大不好搞定,能CBC最好,那就是15台YF460,7500吨起飞
也许有了921新载人的铺垫以及巨大成功,7米CBC真会搞呢?二级单台高空版YF460,或者2-4台YF100V,打高速用9米直径二级装2台YF220?我日,3.5%的运载系数CBC就是200吨的LEO啊,复用超过100吨我脑补了一下,颜值应该不错
无标题.png





 楼主| joki 发表于 2019-3-6 13:14 | 显示全部楼层
swiftosos 发表于 2019-3-6 11:30
1楼图片全挂了
我觉得10米直径也许太大了
要不这样7米直径,5台YF460,中间那台反推

早上看图还在的。。。大概这会儿服务器不给力吧
YF480双室对于布置影响很大,所以才有了本楼。5发比起一楼的8发密集方案,并不能缩减多少包络。7米直径铁定是放不下5台的,但是如果9米甚至更大才配5台,又难免重蹈矮冬瓜的覆辙。回头图恢复了,你看看就知道了。
我的人的观点是,如果是10米级大直径,那干脆搞8台、甚至9台密集并联,前提是我脑洞方案可行的话。双室+CBC幺蛾子太多。还有一个潜力,就是用来搞超级921火箭,替代目前的921CBC构型。
1、5米煤油助推模块,改为共底设计(主要是控制高度)并联3台YF480,布局参考16楼9发密集并联模式中间3台,外圈喷管切向摆动、中心喷管双摆(满足VTVL降落)。发动机舱为圆台造型,底部直径加大到6米,满足摆动包络需求。模块质量提升到破纪录的850吨左右,相当于921火箭CBC构型一级+二级,不过由于采用共底设计且没有二级发动机占的高度,实际高度可以控制在49米以内,比目前2.25米助推长径比要略小。
2、最大构型共4个模块。捆绑两个5米煤油助推作为起飞级,芯级为高空点火(实际是二级、一次性使用),配置一台YF480Vac,模块规模约500吨。氢氧二级可沿用921火箭三级或以YF77为基础研制新百吨氢氧级。2个5米助推VTVL回收的情况下,理论上可以做到LTO25吨+。
3、光杆版。一级采用一个5米助推模块,但能否搞这个,取决于火箭长径比能否放宽到类似F9接近20的水平。二级采用921CBC火箭的双YF100V二级、三级也沿用。这个火箭,理论上在复用一级的情况下,可以做到LEO25吨+(二级煤油构型),LTO15吨左右。其实,光这个指标就能碾死多少主流火箭。。。
swiftosos 发表于 2019-3-6 13:24 | 显示全部楼层
joki 发表于 2019-3-6 13:14
早上看图还在的。。。大概这会儿服务器不给力吧
YF480双室对于布置影响很大,所以才有了本楼。5发比起一 ...

那如果向土星5那样稍稍加大底下那一圈能不能放下5台呢?
7米不行就7.5米直径,8米应该就不适合CBC了吧,太大
底座稍稍大一点,突出4个角,只要不影响CBC就可以,只有5台才合适啊。。。。。。 123.png

 楼主| joki 发表于 2019-3-6 13:27 | 显示全部楼层
swiftosos 发表于 2019-3-6 13:24
那如果向土星5那样稍稍加大底下那一圈能不能放下5台呢?
7米不行就7.5米直径,8米应该就不适合CBC了吧, ...

你用16楼的图(外径10.5米貌似)和喷管比例量一下,自己画画就知道了。双室5发,很闹心。
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册会员

本版积分规则

QQ|小黑屋|航空航天港 ( 豫ICP备12024513号-1 )

GMT+8, 2019-9-17 10:59 , Processed in 0.296400 second(s), 21 queries , Gzip On.

技术支持:飞腾网络

© 2001-2018

豫公网安备 41019702002513号

快速回复 返回顶部 返回列表