捆绑式火箭(长征十一号运载火箭为什么采用冷发射)
捆绑式火箭,长征十一号运载火箭为什么采用冷发射?
兔哥回答;长征-11运载火箭是用于快速发射卫星的运载火箭。其特点采用了四级固体推进剂火箭,这也是我国运载火箭领域中第一个采用固体火箭推进剂的运载火箭。我们都知道目前运载火箭领域多是采用液体推进剂,液体推进剂具有比冲高、推力大的特点,液体推进剂能够进行停止和重复启动的性能,可在运动中实现多次的重复启动与停止。缺点是体积太,不能保存存放,需要用时加注燃料,不能快速发射,也不能公路机动发射,因此,液体火箭并不适合快速发射。长征-11为什么采取了冷发射,要回答这个问题就先说说长征-11是干什么的?
(一)长征-11是快速补网用的;卫星是一个国家的重要实用工具,涵盖各个领域,通讯、电视信号传播、导航定位、资源、气象、灾害预警等等都离不开卫星,卫星可以说是关系到国计民生的所有领域。卫星也并不安全,军事大国近些年曾多次进行了反卫星实验,这就给我们带来了警示,一旦战争状态下卫星被攻击,就会严重影响到国计民生对卫星的依赖,使国家的战略处于不利的位置,因此,必须要具备未雨绸缪的超前准备,防患于未然。所以,长征-11运载火箭就是防止未来卫星被击毁的情况下用来快速发射卫星进行补网的,谁的发射速度快,发射能力强,谁就占得先机。
(二)长征-11运载火箭采用了固体推进剂为的是减小运载火箭的体积,同时固体推进剂有利于保存,运输也方便。长征-11运载火箭采用了发射筒存放,未搭载卫星的运载火箭装入加固的火箭发射筒里,可以长时间的保存,并且安装到轮式机动运输车辆上,运输车具备机动运输,竖起发射的功能。接到发射任务可迅速开到发射地点,可在短时间内就可以完成发射任务。
(三)长征-11运载火箭被装在发射筒内,发射筒的前端采用了发射前打开式,这样的设计说明运载火箭的头部搭载段是可是随时组合的,可以搭载不同的载荷,例如,卫星的型号,数量等发射前是可以任意选择的,然后,运载火箭竖起发射。长征-11的冷发射首先是把运载火箭从发射筒弹射出去,这个发射和洲际弹道导弹是一样的,通常有发射药燃气弹射,或是高压气体弹射,把运载火箭弹射到一定高度火箭发动机点火。采用冷发射也是一种成熟技术,而且对发射载体影响小,发射车可多次重复使用,快速发射这种运载火箭。正是发射筒的布局才使得长征-11运载火箭采用了冷发射方式,发射完一枚,发射车就可以去装载其它等待发射的火箭了。
(四)长征-11不但能够车载机动发射,而且还可以从船舶上发射,前些天长征-11就从一艘半潜船上发射成功,由此来看,我国的快速发射运载火箭的发射手段和方式是很多的。除了长征-11还有一种同样作用的运载火箭就是快舟运载火箭,也是用来执行快速发射卫星任务的。这些运载火箭都有一个特点就是多卫星定轨能力。长征-11的发射方式,式样大家是不是很熟悉?像谁?
以上是兔哥个人的观点。欢迎探讨评论,欢迎关注兔哥,图片来源网络。
长二捆火箭指的是长征几号火箭?
长征二号E捆绑运载火箭,是以长征二号丙运载火箭为基础,继承了其成熟的技术加以改进而成的。该火箭从1987年初开始方案论证,1988年初进行方案设计,10月开始技术设计并逐步投入生产工作。长征二号E火箭典型的低轨道任务的发射能力为9500公斤,加上一个上面级“长征二号E远地点发动机”(EPKM)之后,其典型的地球同步转移轨道发射能力为3500公斤。长征二号E火箭整流罩静态包络直径为3800毫米,1990年7月16日进行第一次研制性飞行试验,并获得成功。
2016年运载火箭长征几号发射成功?
2016年11月3日,我国运载能力最大的火箭“长征五号”在文昌航天发射场成功升空,使我国运载火箭的规模实现从中型到大型的跨越,标志着我国运载火箭实现升级换代。
“长征五号”是我国研制的新一代运载火箭系列,与欧洲“阿丽亚娜-5”基本同级。经过多年的研制,“长征五号”运载火箭总体技术指标达到了世界先进水平,还突破了大直径箭体结构、大型低温捆绑火箭耦合振动抑制等12大类247项新技术,开展了火箭动力系统试车、模态试验、助推器分离、整流罩分离、发射场合练等多项大型地面试验,创下了我国液体运载火箭研制规模之最。
长征系列火箭为何不像猎鹰九号或者德尔塔5一样?
类似猎鹰重型和德尔塔4这种芯一级并联设计的重型运载火箭,的确拥有非常强的近地轨道运载力,比如猎鹰重型运载火箭的近地轨道运载力高达63.8吨,德尔塔4重型运载火箭的近地轨道运载力也高达29.2吨。可以看出这两款重型运载火箭都拥有超强的近地轨道运载力的核心就在于,其采用了三台芯一级并联设计方案来大幅提升火箭的起飞推力,继而提升其近地轨道运载力。但是为什么这种结构简单、运载力超强的设计方案却在我国“长征火箭家族”未曾见到呢?要想实现芯级并联来大幅提升火箭的运载力,就得突破两大技术难关,一个是如何保证动力冗余,一个是燃料交叉输送技术,这两个技术没有攻破之前根本无从谈起并联火箭技术。
以动力冗余来说,比如猎鹰9运载火箭的芯一级装备了多达9台梅林1D液氧煤油火箭发动机,这9台发动机采用了动力冗余技术后,就算在火箭飞行过程中,9台发动机中的最多2台发动机发生故障出现推力下降或者提前停机现象后,剩下的火箭发动机仍然能够主动增加推力或者延长点火时间来保证总推力不下降,继而保证火箭发射成功率。那么对于芯级并联的火箭而言,随着芯级并联后的一级火箭发动机数量的增加,某台发动机在飞行过程中出现故障的几率也就增加了不少,继而大幅降低了火箭的发射可靠性。但是如果采用了动力冗余技术后,就能在芯级并联大幅提升运载力的情况下依然保证火箭的安全可靠性。另外一个是火箭燃料交叉技术,火箭从发射到航天器入轨的整个过程中,火箭不仅要经历加速、程序转弯、分离等多个步骤,对于装设在火箭内部的液体燃料而言,在不同飞行姿态下的燃料消耗量也是有所不同的。比如火箭发动机没有问题,但是从燃料箱往火箭发动机输送液体燃料的涡轮泵出现转速降低、或者芯级并联的火箭单侧火箭发动机同时停机数量过多导致被停机一侧的火箭燃料消耗速度慢于正常飞行的一侧时,火箭就会因为左右两侧燃料消耗量不一样产生一侧偏斜的问题,那么这就影响到火箭的正常飞行了。所以这就牵扯到火箭动力冗余技术中的燃料交叉输送技术了,这个技术简单来说就是将一级结构的多台火箭发动机和火箭芯机以及助推级上的燃料箱之间联通,也就是芯级的多台火箭发动机可以从任何芯级或者助推级的任一燃料箱抽取燃料,这样火箭在飞行过程中也就避免了重心偏移的问题。那么对于我国的长征火箭家族而言,没有解决以上两大技术难关之前,就无从谈起看似结构简单的并联运载火箭技术。但是早在1990年我国成功发射的长征2E捆绑式运载火箭出现后,就已经用实际行动证明了我国早已掌握了这种并联捆绑式运载火箭的动力冗余技术。那么为什么之前的长2/3/4运载火箭说研制时间较早没有采用芯级并联可以理解,最新的长征五号和长征七号运载火箭依然没有采用这种并联捆绑方式来大幅提升火箭的运载力呢?长征二号火箭衍生自长征一号运载火箭,而长征一号则是基于洲际导弹发展而来,后面长征2E虽然首次实现了捆绑助推器的结构设计大幅提升了长征2号火箭家族的运载力。但是对于当时的中国而言,在航天技术上整体比较薄弱,相比构型更为复杂的并联火箭设计而言,还是更为简单的串联结构设计更符合当时的中国航天发展,包括后面的长征三号、四号火箭家族都延续自上一代火箭衍生如此,所以这也是长征2/3/4运载火箭家族虽然后面都发展出了捆绑助推器的结构方案、但是并没有出现过一款相同芯一级并联捆绑的设计方案。其次从现有长征2F和长三、长四运载火箭的现有几款构型来说,现有的长征2F专职载人航天器发射任务,主攻近地轨道。其芯一级就装备了四台单台推力只有75吨的液体火箭发动机,所以就算并联后的推力提升也不大,反而并联设计降低了火箭的安全可靠性,不利于载人航天发射任务需求。后面的长征三号和长征四号火箭家族虽然专攻高轨发射任务,但是火箭整体结构依然延续自长征二号火箭家族,所以芯一级并联也不合适。那么全新设计的长征五号为什么没有使用“通用一级并联”这个设计呢?主要原因在于可靠性问题,比如此前中国航天载人办公室曾公布过一个921运载火箭的设计方案,这个方案中的一级火箭就采用三台长征五号通用芯一级并联方案设计,但是一级火箭的发动机数量却达到了7台,使得一级火箭发动机总数高达21台发动机,数量更多的发动机虽然有效提升了火箭的起飞推力和载荷以及增加了火箭的动力冗余,但是数量更多的火箭发动机也增加发动机故障率的风险点。而且长征五号B其实最开始是有载人版本的,那么以载人火箭的技术指标标准来说,主要要符合:发动机总推力大、具备应急逃生系统三大标准和高可靠性、高安全性、高质量三大要求,特别是三大要求上,发射卫星的火箭可靠性要求大约为0.9,安全性并无特殊要求,而发射载人飞船的火箭可靠性不得低于0.97,安全性要求更要达到0.997。这就要求载人火箭在高可靠性设计上全面采用冗余技术,即关键设备增设备份,使两套系统同时处于工作状态,一旦其中一套出现故障,另一套马上可以接替工作。所以在全球各国采用的载人火箭设计上,为了提高火箭的高可靠性和高安全性指标,都是采用少发动机数量、大推力火箭发动机的方式来实现载人航天需求。再一个以长征五号的设计目标---近地轨道运载力达到22吨以上,满足中国载人空间站建设和嫦娥五号登月器等深空探测器发射任务需求来看,长征五号已经确定使用单台推力达到120吨的YF100液氧煤油火箭发动机,那么从简化结构、提升火箭安全可靠性角度出发的话,长征五号也没必要采用复杂的通用一级并联设计方案。后面虽然长五的载人方案取消了,载人飞船发射计划让位给长征七号运载火箭,但是长七就是长三的壳子、长五的动力结合体,而且长七既然定位于载人方案,更不可能采用并联设计了。就像美国的德尔塔4重型运载火箭和猎鹰重型火箭虽然起飞推力和运载力都很强,但是这两款火箭从一开始就只用于货运发射任务安全可靠性都比较低,别说载人发射了,就是一些高精密的大型航天器发射任务都轮不上。再有猎鹰重型的并联设计虽然运载力很强,而且SpaceX不止一次成功发射了猎鹰重型火箭,但是其下一代的星舰依然采用了串联设计,而且发动机数量也从之前猎鹰重型的27台缩减到7台,就是为了满足载人发射的动力故障率更低要求。总结来说,之前采用毒燃料的长征二号、三号、四号火箭家族因为研制时间较早、而且整体结构设计基本都衍生自长征一号运载火箭,所以一直没有采用通用芯级并联设计方案能够理解;后面的长征五号和长征七号依然没有采用通用芯级并联也是有各自原因的。当然从未来航天发展需求来说,随着各种航天器的质量越来越大、大规模集群发射能够显著降低发射成本来说,未来随着我国在航天技术发展上较为成熟之后,相信我国也会开发装备大推力火箭发动机的“通用芯级并联火箭”。
运载火箭的用途是什么?
由多级火箭组成的航天运输工具。用途是把人造地球卫星、载人飞船、空间站、空间探测器等有效载荷送入预定轨道。是在导弹的基础上发展的,一般由2~4级组成。每一级都包括箭体结构、推进系统和飞行控制系统。末级有仪器舱,内装制导与控制系统、遥测系统和发射场安全系统。级与级之间靠级间段连接。有效载荷装在仪器舱的上面,外面套有整流罩。
许多运载火箭的第一级外围捆绑有助推火箭,又称零级火箭。助推火箭可以是固体或液体火箭,其数量根据运载能力的需要来选择。推进剂大都采用液体双组元推进剂。第一、二级多用液氧和煤油或四氧化二氮和混肼为推进剂,末级火箭采用高能的液氧和液氢推进剂。制导系统大都用自主式全惯性制导系统。在专门的发射中心(见航天器发射场)发射。技术指标包括运载能力、入轨精度、火箭对不同重量的有效载荷的适应能力和可靠性。