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[原创] 升级YF77的设计制造,降低成本,以YF77为基础衍生中小火箭,推动国内氢氧机成熟的展望

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ArcheanEon 发表于 2019-11-17 08:11 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层 |阅读模式

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YF77仅仅用于长征五号系列,而大型火箭未来发射次数不多,这制约了国内氢氧发动机的验证与提高。因此,楼主建议利用既有长征五号和yf77发动机的技术基础,构造出中小火箭,提高yf77的发射次数,推动中国大型氢氧发动机的成熟。
具体说来,楼主认为应该重点发展以下三种构型:
构型一:长征五号B去掉两个助推器,即5米芯级+2个3.35米助推器,2台yf77+4台yf100,也可以视情况增加yf75d上面级,起飞质量480-490t左右,起飞推力580吨,运力相当于长征七号734,略大于长征三号B。这种构型在文昌发射
构型二:3.35米芯级+2个2.25米助推器,芯级使用一台yf77,每个助推器使用一台yf100,起飞质量240吨,起飞推力290吨,也可以视任务增加一级上面级yf75d。运力相当于长三C、长征二号F,略大于长三A和长征二号D、长征四号C。这种构型可以使用铁路运输,满足在西昌、酒泉、文昌发射的条件。
构型三:芯级3.35米直径+两个2米固体助推器,芯级使用一台yf77,助推器使用长征八号助推器。起飞质量220t左右,起飞推力290t,也可以增加yf75d上面级打gto,运力相当于长三A、长二D、长四C,满足在酒泉、西昌、文昌发射的条件。
这样就可以加大yf77等氢氧发动机的飞行次数,推动中国大型氢氧发动机走向成熟,也会给yf220的研制提供经验积累。毕竟,国内未来的航天技术太需要成熟的大推力氢氧发动机了,长征九号、载人登月、火星取样返回、深空探测都需要大推力氢氧发动机。
一种发动机的成熟和可靠性的提高,需要用发射次数来积累。七十年代到九十年代,国内航天发射多次失败,正是那些失败的经验积累,才有了现在毒发的高成功率。当年的风暴一号、长征三号、长征二号E是典型的故障率高的火箭,但是,有了它们的经验积累,其后续改进型长征四号系列、长三A系列、长征二号F都成了金牌火箭。
现有yf77就需要这样的经验积累。大型氢氧发动机是不可逾越的难关,可以考虑政策倾斜、财政扶持等加大氢氧发动机的使用频率。
关于成本问题,楼主有五点考虑:
第一,起步阶段的yf77成本肯定是非常高,量产以后成本会有所降低。
第二,大型氢氧发动机是不可逾越的难关,可以考虑政策倾斜、财政扶持等加大氢氧发动机的使用频率,克服起步阶段成本方面的障碍。
可以参考欧洲阿利亚哪5号,大量使用火神发动机。可以参照火神发动机的模式降低成本。欧洲火神发动机之所以非常可靠,这和阿利亚哪5号频繁发射是分不开的,也是欧洲放弃阿利亚哪4号,全力支持阿利亚哪5号的结果。
第三,批量生产以后,伴随着技术的成熟,使用低成本材料代替昂贵的材料。
第四,使用自动化、智能化加工技术和机器人代替人工焊接、加工技术。这样也可以倒逼国内精密制造技术水平的提升。
第五,伴随着发射次数的增加,也可以推动yf77设计朝着低成本方向改进。当前国内氢氧发动机成本居高不下也是和设计不合理有关,而要推动设计合理走向低成本,就需要多次发射来验证。
 楼主| ArcheanEon 发表于 2019-11-17 08:21 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
一种发动机的成熟和可靠性的提高,需要用发射次数来积累。七十年代到九十年代,国内航天发射多次失败,正是那些失败的经验积累,才有了现在毒发的高成功率。当年的风暴一号、长征三号、长征二号E是典型的故障率高的火箭,但是,有了它们的经验积累,其后续改进型长征四号系列、长三A系列、长征二号F都成了金牌火箭。
现有yf77就需要这样的经验积累。
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oaki911 发表于 2019-11-17 09:20 | 显示全部楼层
挺难的,新项目不会太多了,不如转卖给民间商业航天公司、国外航天局赚钱用于研制新一代大甲烷发动机。
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 楼主| ArcheanEon 发表于 2019-11-17 10:30 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
由于国内目前中小载荷偏多,因此,构型二和构型三应该优先考虑。
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joki 发表于 2019-11-17 10:52 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
YF77的问题在于成本过高,不是一般高,产量提升一个数量级也难以与YF100之类比经济性的。所以本质上不是发展什么中小火箭来加大使用率的问题。如果不能继续衍生发展低成本高可靠性改型,没人选就是常态,总归是个死结。
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 楼主| ArcheanEon 发表于 2019-11-17 11:00 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
joki 发表于 2019-11-17 10:52
YF77的问题在于成本过高,不是一般高,产量提升一个数量级也难以与YF100之类比经济性的。所以本质上不是发 ...

起步阶段成本肯定是非常高,量产以后成本会有所降低。另外,可以参考欧洲阿利亚哪5号,大量使用火神发动机。可以参照火神发动机的模式降低成本。
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joki 发表于 2019-11-17 11:04 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
ArcheanEon 发表于 2019-11-17 11:00
起步阶段成本肯定是非常高,量产以后成本会有所降低。另外,可以参考欧洲阿利亚哪5号,大量使用火神发动 ...

现在单机成本800万刀,单位推力成本是YF100近十倍,再怎么批产也拼不过YF100暴力堆规模。唯一出路是修改固有设计。
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 楼主| ArcheanEon 发表于 2019-11-17 11:05 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
joki 发表于 2019-11-17 10:52
YF77的问题在于成本过高,不是一般高,产量提升一个数量级也难以与YF100之类比经济性的。所以本质上不是发 ...

大型氢氧发动机是不可逾越的难关,可以考虑政策倾斜、财政扶持等加大氢氧发动机的使用频率
joki 发表于 2019-11-17 11:12 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
ArcheanEon 发表于 2019-11-17 11:05
大型氢氧发动机是不可逾越的难关,可以考虑政策倾斜、财政扶持等加大氢氧发动机的使用频率

难道没有倾斜扶持么?没有的话就不会有现在CZ5,不过也就到此为止。旗舰任务成本不敏感也就罢了,常规任务总归要考虑经济性,否则常规任务成本翻跟头上涨,谁也熬不住。
扶持只能解决一时问题,关键还是得靠自己练内功。现在这个根骨不行,先练练易筋经再出师。
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Ilovem24 发表于 2019-11-17 11:19 | 显示全部楼层
就是对氢氧机的倾斜扶持造成了长征五号如此的拖延,这种错误不能再犯,为了氢氧机而氢氧机,造成重要载荷、重大航天节点的错失
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郭夫子 发表于 2019-11-17 11:21 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
ArcheanEon 发表于 2019-11-17 11:00
起步阶段成本肯定是非常高,量产以后成本会有所降低。另外,可以参考欧洲阿利亚哪5号,大量使用火神发动 ...

大量用阿5的前提是砍了阿4让路,国内肯么?
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hyperion 发表于 2019-11-17 11:38 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
ArcheanEon 发表于 2019-11-17 11:05
大型氢氧发动机是不可逾越的难关,可以考虑政策倾斜、财政扶持等加大氢氧发动机的使用频率

大型氢氧机有什么非用不可?我兔又不是走大固推加大型氢氧机路线。
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1717jy 发表于 2019-11-17 11:59 | 显示全部楼层
修改长五构型之类的帖子都重复多少次了,这类明显扯淡的帖子能不能分到科学休闲区去......
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oaki911 发表于 2019-11-17 12:12 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
1717jy 发表于 2019-11-17 11:59
修改长五构型之类的帖子都重复多少次了,这类明显扯淡的帖子能不能分到科学休闲区去......


他这个改法可以继续改进,捆绑2/4个5米直径7发并联全氢氧助推器,类似921火箭,更简单。
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陷阱 发表于 2019-11-17 16:35 | 显示全部楼层
新921一出,楼主的构型就没有意义了
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oaki911 发表于 2019-11-17 17:14 | 显示全部楼层
陷阱 发表于 2019-11-17 16:35
新921一出,楼主的构型就没有意义了

搞个921全氢氧构型作为备份也是可以的。
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 楼主| ArcheanEon 发表于 2019-11-17 17:23 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
全煤油机可以暂时解决燃眉之急,长远看,还是要发展大型氢氧发动机。
hyperion 发表于 2019-11-17 17:27 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
ArcheanEon 发表于 2019-11-17 17:23
全煤油机可以暂时解决燃眉之急,长远看,还是要发展大型氢氧发动机。

也就是LEO出发用上面级有低温化的必要,但是这块就算是CZ9尺寸的大型火箭,也可以靠多发膨胀机嘛
 楼主| ArcheanEon 发表于 2019-11-17 17:28 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
oaki911 发表于 2019-11-17 17:14
搞个921全氢氧构型作为备份也是可以的。

全氢氧需要并联更多的yf77,如果921起飞级21台yf100,那么就需要并联50台yf77,这样的构型可靠性堪忧。最佳921备份应该是,氢氧芯级+大推力固推助推器。
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斗七摇光 发表于 2019-11-17 17:39 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
ArcheanEon 发表于 2019-11-17 12:58
怎么楼主看了阁下的回帖,没有提供任何有用的信息,也没有和主题有关的半个文字。究竟是谁在浪费大家的流 ...

送给宁一句话:思而不学则殆
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