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重型運(yùn)載火箭
來源:互聯(lián)網(wǎng)

重型運(yùn)載火箭是指近地軌道運(yùn)載能力達(dá)到百噸級(jí)別的運(yùn)載火箭,它囊括了50噸到150噸之間的能力。要發(fā)射大型人造衛(wèi)星、飛船到近地軌道,亦或者是發(fā)射火星探測器、建立月球基地、推動(dòng)深空探測,都需要使用到重型運(yùn)載火箭。

二十世紀(jì)60年代以來,世界各國現(xiàn)役或在研的重型運(yùn)載火箭主要有美國的土星-5號(hào)、航天飛機(jī)、美國星座計(jì)劃中的戰(zhàn)神-5火箭、首次飛行的太空發(fā)射系統(tǒng)(SLS)、SpaceX公司的獵鷹重型運(yùn)載火箭(Falcon Heavy)以及藍(lán)色起源(Blue Origin)公司的新格林火箭(New Glenn)等,而前蘇聯(lián)/俄羅斯則主要發(fā)展了N-1運(yùn)載火箭和能源號(hào)火箭及暴風(fēng)雪航天飛機(jī)等。中國的長征九號(hào)的第一研制階段于2016年立項(xiàng)研制,計(jì)劃于2028年前后首飛。

目前,重型運(yùn)載火箭芯級(jí)箭體直徑10米級(jí),采用三級(jí)串聯(lián)構(gòu)型,具備芯一級(jí)可重復(fù)使用能力,可大幅提升進(jìn)入空間和開發(fā)利用空間資源的規(guī)模和能力。

歷史沿革

俄羅斯(蘇聯(lián))

在二十世紀(jì)美蘇冷戰(zhàn)期間,俄羅斯曾設(shè)計(jì)過N-1重型運(yùn)載火箭。該重型運(yùn)載火箭采用串聯(lián)構(gòu)型,參數(shù)為近地軌道運(yùn)載能力約100噸,起飛質(zhì)量3080噸。但是,由于動(dòng)力系統(tǒng)復(fù)雜和采用發(fā)動(dòng)機(jī)推力小等因素,試驗(yàn)沒有獲得成功。因此,俄國不得最終放棄N-1重型運(yùn)載火箭的實(shí)驗(yàn)方案,轉(zhuǎn)而重新開發(fā)并設(shè)計(jì)能源號(hào)火箭。能源號(hào)火箭的主要參數(shù)是芯級(jí)直徑7.75米,有4臺(tái)真空推力發(fā)動(dòng)機(jī),其起飛推力約3616噸,近地軌道運(yùn)載能力可以隨著助推器個(gè)數(shù)的增減達(dá)到105噸至200噸。俄羅斯正在研制近地運(yùn)載能力約160噸的重型運(yùn)載火箭,計(jì)劃將于2025年首飛。

美國

美國的土星-V運(yùn)載火箭專為阿波羅登月計(jì)劃而研制、迄今為止最大的重型火箭。阿波羅計(jì)劃從1961年5月開始實(shí)施到1972年12月項(xiàng)目結(jié)束,除“阿波羅”13號(hào)外,其余6次載人登月飛行均獲得成功。美國為了保持世界航天領(lǐng)域的領(lǐng)先地位,于2004年提出了實(shí)現(xiàn)2020年前重返月球的“星座計(jì)劃”,并在第二年正式啟動(dòng)了該計(jì)劃。星座計(jì)劃研制兩種運(yùn)載火箭——阿瑞斯(也稱戰(zhàn)神)V貨物運(yùn)載火箭和阿瑞斯I乘員運(yùn)載火箭。阿瑞斯V的運(yùn)載能力超過土星-V火箭,成為世界上最大的航天運(yùn)載器,可用于發(fā)射建立月球基地的大量設(shè)備,甚至發(fā)射火星飛船。該火箭的特點(diǎn)是充分利用已有的、可靠性較高的動(dòng)力系統(tǒng),以降低火箭研制難度及生產(chǎn)成本。由于經(jīng)費(fèi)預(yù)算原因,美國國會(huì)在2010年初終止了“星座”計(jì)劃,但是其并沒有同時(shí)終止運(yùn)載火箭——阿瑞斯V的研制項(xiàng)目,反而將加快了其研發(fā)進(jìn)程。美國航空航天局2011財(cái)年的航天計(jì)劃預(yù)算授權(quán)法案在2010年7月得到了美國參議院通過,法案中規(guī)定:在2011年提前研制美重型運(yùn)載火箭,并于2016年底前投入實(shí)際使用。

中國

隨著世界各航天強(qiáng)國紛紛推進(jìn)了新型大運(yùn)載火箭/重型運(yùn)載火箭的研究,為提高中國航天科技實(shí)力,并便于未來中國載人登月計(jì)劃、探火/登火計(jì)劃和深空探測計(jì)劃的順利實(shí)施,中國也正在加緊研制自己的重型運(yùn)載火箭——長征9號(hào)。2016年12月,中國公布了《2016中國的航天》白皮書,確認(rèn)中國正在開展重型運(yùn)載火箭關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和方案深化論證,將主要突破重型運(yùn)載火箭總體技術(shù)、大推力液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)和氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)等關(guān)鍵技術(shù)。長征-9號(hào)重型運(yùn)載火箭初步的總體方案為長度100m左右,芯一級(jí)采用直徑10米級(jí)箭體結(jié)構(gòu),芯二級(jí)和芯三級(jí)直徑均為7.5m,確定芯級(jí)和助推級(jí)采用480噸級(jí)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī),而二級(jí)采用220t級(jí)氫氣液氧發(fā)動(dòng)機(jī)的方案。通過這兩型發(fā)動(dòng)機(jī),將使長征九號(hào)實(shí)現(xiàn)起飛質(zhì)量約4137t、近地軌道運(yùn)載能力140t以上,地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力50t以上,滿足中國未來超重型航天器入軌、載人登月、火星探測及其他深空探測需求。2017年,220噸級(jí)高性能氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)完成多個(gè)組件方案詳細(xì)設(shè)計(jì),進(jìn)行了組件的研制試驗(yàn)工作。2021年9月3日,220噸級(jí)補(bǔ)燃循環(huán)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)成功進(jìn)行了首次半系統(tǒng)試驗(yàn),試驗(yàn)取得圓滿成功。2022年9月6日,25噸級(jí)閉式膨脹循環(huán)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)首次整機(jī)熱試車圓滿成功,標(biāo)志著中國成功研制出世界上推力最大的閉式膨脹循環(huán)液氧液氫火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。2022年11月5日,500噸級(jí)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)首次整機(jī)試車圓滿成功。該型發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)推力500噸級(jí),采用世界上最大的補(bǔ)燃循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)推力室。首次整機(jī)試車的成功,標(biāo)志著該型發(fā)動(dòng)機(jī)研制取得重大突破,全面提升了中國液態(tài)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的研制水平。長征九號(hào)預(yù)計(jì)將于2028年前后首飛,相比規(guī)劃中2030年前后有所提前。

原理與飛行過程

基本原理

重型運(yùn)載火箭屬于火箭的類型之一。火箭是靠火箭發(fā)動(dòng)機(jī)向前推進(jìn)的。火箭發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火以后,推進(jìn)劑(液體的或固體的燃料加氧化劑)在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室里燃燒,產(chǎn)生大量高壓氣體;高壓氣體從發(fā)動(dòng)機(jī)噴管高速噴出,對火箭產(chǎn)生反作用力,使火箭沿氣體噴射的反方向前進(jìn)。火箭推進(jìn)原理依據(jù)的是牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律:作用力和反作用力大小相等,方向相反。一個(gè)扎緊的充滿空氣的氣球一旦松開,空氣就從氣球內(nèi)往外噴,氣球則沿反方向飛出,其道理是一樣的。

飛行過程

重型運(yùn)載火箭(以無助推器火箭為例)從起飛到進(jìn)入最終軌道一般要經(jīng)過以下幾個(gè)階段。

大氣層內(nèi)飛行段:火箭從發(fā)射臺(tái),在離開地面以后的十幾秒鐘內(nèi)一直保持垂直飛行。火箭要在大氣層內(nèi)跨過音速,為減小和減輕結(jié)構(gòu)重量。

等角速度程序飛行段:第二級(jí)火箭的飛行已經(jīng)在稠密的大氣層以外,火箭按照最小能量的飛行程序,即以等角速度作低頭飛行。達(dá)到停泊軌道高度和相應(yīng)的軌道速度時(shí),火箭即進(jìn)入停泊軌道滑行。對于低軌道的航天器,火箭這時(shí)就已完成運(yùn)送任務(wù),航天器便與火箭分離。

過渡軌道階段:對于高軌道或行星際任務(wù),末級(jí)火箭在進(jìn)入停泊軌道以后還要再次工作,使航天器加速到過渡軌道速度或逃逸速度,然后航天器與火箭分離。

結(jié)構(gòu)組成

箭體結(jié)構(gòu)

箭體結(jié)構(gòu)是火箭各個(gè)受力和支承結(jié)構(gòu)件的總稱。其功能是安裝連接有效載荷、儀器設(shè)備、推進(jìn)系統(tǒng)和儲(chǔ)存推進(jìn)劑承受地面操和飛行中的各種載荷維持良好的外形以保證火箭的完整。

液體推進(jìn)劑火箭結(jié)構(gòu)包括:有效載荷整流罩、推進(jìn)劑貯箱、儀器艙、箱間段、級(jí)間段、發(fā)動(dòng)機(jī)支承結(jié)構(gòu)、儀器支架、導(dǎo)管、活門和尾段、尾翼等。

有效載荷整流罩的作用是在大氣層內(nèi)飛行時(shí)保護(hù)有效載荷免受氣動(dòng)載荷及熱流的影響,并使火箭維持良好的氣動(dòng)外形。飛出大氣層后整流罩即被拋棄以減輕重量。推進(jìn)劑貯箱占據(jù)箭體結(jié)構(gòu)的絕大部分,它除儲(chǔ)存推進(jìn)劑外還是火箭的承力結(jié)構(gòu)。級(jí)間段是多級(jí)火箭的級(jí)間連接部件級(jí)間熱分離時(shí)它使上面級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的噴流能順暢排出。

推進(jìn)系統(tǒng)

固體運(yùn)載在使用性能等方面比液體推進(jìn)劑具有優(yōu)勢,但液體推進(jìn)劑性能高、廉價(jià)、環(huán)保,更符合重型運(yùn)載火箭的需求。作為重型火箭下面級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑,液態(tài)氧甲烷和液氧煤油推進(jìn)劑組合各有優(yōu)劣。

控制系統(tǒng)

故障檢測和隔離系統(tǒng)

實(shí)時(shí)對可能發(fā)生故障的部位(敏感器、伺服機(jī)構(gòu)等)進(jìn)行檢測,檢測出故障后,將故障位置及相關(guān)信息傳給飛行控制律設(shè)計(jì)系統(tǒng),并采取相應(yīng)措施對故障進(jìn)行隔離。

可重構(gòu)飛行控制律設(shè)計(jì)系統(tǒng)

維持正常情況下的飛行性能,故障發(fā)生后,根據(jù)FDI檢測出的故障信息對控制器進(jìn)行重新設(shè)計(jì),改變控制結(jié)構(gòu)。

自主式維修診斷技術(shù)系統(tǒng)

根據(jù)故障信息,分析其產(chǎn)生的原因,對于可在線修復(fù)的故障,進(jìn)行自主修復(fù)。

飛行測量及安全系統(tǒng)

飛行測量及安全系統(tǒng)的功能是測量火箭飛行過程中各種關(guān)鍵參數(shù)、并判斷其是否安全飛行。飛行測量包括遙測及外測。

遙測

“遙測”系統(tǒng)的作用是對火箭飛行中各系統(tǒng)的工作參數(shù)及環(huán)境參數(shù)進(jìn)行測量,通過遠(yuǎn)距離無線電傳輸和回收裝置送回地面,為評(píng)定火箭各分系統(tǒng)工作狀態(tài)、分析故障、鑒定和改進(jìn)火箭性能提供依據(jù)。遙測系統(tǒng)的箭上設(shè)備主要有傳感器、變換器、中間裝置和無線電發(fā)射設(shè)備,將測得的物理量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),用無線電多路通信方式向地面?zhèn)鬏敚傻孛娼邮照緦⑿盘?hào)進(jìn)行解調(diào)、變換和處理;或用磁記錄器記錄速變參數(shù),進(jìn)行軟回收或硬回收。

外測

“外測”是外彈道測量的簡稱,即利用光、電波等的特性對火箭進(jìn)行跟蹤并測量其飛行運(yùn)動(dòng)參數(shù)。外測系統(tǒng)的主要設(shè)備在地面,如各種雷達(dá)及光學(xué)設(shè)備,而箭上設(shè)備僅是應(yīng)答機(jī)、天線和光學(xué)合作目標(biāo)等。近年來發(fā)展了利用全球定位系統(tǒng)GPS對火箭進(jìn)行定位測量,使箭上設(shè)備更為簡化,精度也更為提高。外測的目的有兩個(gè):一是為評(píng)定飛行性能及制導(dǎo)精度分析提供數(shù)據(jù);二是為飛行安全、故障分析和處理服務(wù)。

安全系統(tǒng)

安全系統(tǒng)的作用是火箭在飛行中若出現(xiàn)故障、飛行彈道超出允許范圍而危及地面安全時(shí),將火箭炸毀。箭上自毀系統(tǒng)由敏感裝置、計(jì)算裝置及爆炸裝置組成,根據(jù)姿態(tài)故障或接收地面安控炸毀信號(hào),自動(dòng)或人工發(fā)出爆炸指令,進(jìn)行自毀。

箭上附加系統(tǒng)

一些比較獨(dú)立的、又不可缺少的箭上小系統(tǒng)統(tǒng)稱為附加系統(tǒng)。如瞄準(zhǔn)系統(tǒng)、垂直度調(diào)整系統(tǒng)、推進(jìn)劑加注與液位測量系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)等。

瞄準(zhǔn)系統(tǒng)用來確定位于發(fā)射點(diǎn)的火箭的初始方位,控制火箭對準(zhǔn)發(fā)射方向。垂直度調(diào)整系統(tǒng)用來調(diào)整火箭豎立狀態(tài)下的垂直度;推進(jìn)劑加注與液位測量系統(tǒng)用來對火箭進(jìn)行推進(jìn)劑及氣源的加注,進(jìn)行液面測量及溫度監(jiān)測。而空調(diào)系統(tǒng)則對火箭各艙段、有效載荷整流罩等進(jìn)行保溫及溫度、濕度調(diào)節(jié)。

技術(shù)指標(biāo)

運(yùn)載能力

重型運(yùn)載火箭是運(yùn)載火箭的一種。重型運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力是根據(jù)有效載荷的質(zhì)量(重量)、目標(biāo)軌道及發(fā)射場的地理位置所確定的。在運(yùn)載能力的設(shè)計(jì)中進(jìn)行火箭型式選擇及軌道分析,以期得到最節(jié)省能量的最優(yōu)軌道,將最大的有效載荷質(zhì)量送到所需要的軌道上去。

入軌精度

不同用途的有效載荷有不同的入軌精度要求。重型運(yùn)載火箭與有效載荷分離時(shí)刻的入軌精度按下列6個(gè)軌道要素給出:長半軸Δα、橢圓偏心率Δe(或近地點(diǎn)高角ΔHp)、軌道傾角Δi、升交點(diǎn)赤徑ΔΩ、近地點(diǎn)幅角Δω、軌道周期ΔT。這些要素的精度是由入軌點(diǎn)的位置偏差、速度偏差和發(fā)射時(shí)間偏差所決定的,它取決于重型運(yùn)載火箭的制導(dǎo)精度及發(fā)射時(shí)刻的偏差。

入軌姿態(tài)精度

入軌姿態(tài)精度指有效載荷分離后有效載荷的姿態(tài)角偏差及角速度。入軌點(diǎn)的初始姿態(tài)及角速度精度由火箭姿態(tài)控制系統(tǒng)所確定。

有效載荷整流罩凈空間

可供有效載荷整流罩內(nèi)安裝有效載荷的空間稱為凈空間,凈空間的規(guī)定明確了有效載荷的外包絡(luò)不能超過所規(guī)定的凈空間。規(guī)定凈空間必須考慮靜態(tài)的各種對接框的機(jī)械加工誤差及動(dòng)態(tài)(飛行時(shí))的各種熱、力載荷引起的變形。

在重型運(yùn)載火箭提供發(fā)射服務(wù)時(shí),有效載荷結(jié)構(gòu)的局部可以有允許超出凈空間的規(guī)定,但必須通過雙方協(xié)調(diào),經(jīng)重型運(yùn)載火箭研制方分析、協(xié)調(diào),并在接口控制文件中加以確認(rèn)方可。

有效載荷接口

有效載荷接口包括機(jī)械接口和電氣接口。機(jī)械接口是指有效載荷與火箭對接的尺寸和連接、分離方式。國際上通用的機(jī)械接口有937、1194、1497等,它是指對接的名義尺寸,單位為mm。這些接口在國際上較為常用,但還沒有達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)化的程度。電氣接口是指有效載荷需要重型運(yùn)載火箭提供的電信號(hào)特性及相互間電氣連接的協(xié)調(diào)關(guān)系,如接插件的型號(hào)、接點(diǎn)數(shù)和電特性等。

環(huán)境條件

環(huán)境包括:過載、沖擊、振動(dòng)、噪聲、熱和電磁兼容等。

有效載荷應(yīng)能承受重型運(yùn)載火箭在發(fā)射準(zhǔn)備期間及火箭飛行期間產(chǎn)生的上述環(huán)境。有效載荷所能承受的環(huán)境也是重型運(yùn)載火箭設(shè)計(jì)的依據(jù)之一。在提供發(fā)射服務(wù)時(shí)應(yīng)明確上述環(huán)境指標(biāo),以便使有效載荷方能判斷是否能適應(yīng)這些環(huán)境指標(biāo)。

可靠性

可靠性是指火箭在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi),完成規(guī)定任務(wù)的概率。可靠性包括飛行可靠性及發(fā)射可靠性。

飛行可靠性:重型運(yùn)載火箭完成發(fā)射點(diǎn)火后,在規(guī)定的環(huán)境條件下,按規(guī)定的飛行程序及要求,將有效載荷送入預(yù)定軌道的能力。

發(fā)射可靠性:火箭運(yùn)載系統(tǒng)在規(guī)定的貯存期內(nèi),在規(guī)定的地面環(huán)境條件下,按規(guī)定的要求完成發(fā)射準(zhǔn)備及點(diǎn)火任務(wù)的能力。

目前,國際上成熟的重型運(yùn)載火箭的可靠性水平:飛行可靠性0.95以上;發(fā)射可靠性0.9以上;載人運(yùn)載器的飛行可靠性已達(dá)到0.98~0.99以上。

相關(guān)技術(shù)

設(shè)計(jì)技術(shù)

POGO 抑制技術(shù)

液體火箭的縱向耦合振動(dòng)( POGO) 是指液體火箭的結(jié)構(gòu)縱向振動(dòng)與推進(jìn)系統(tǒng)的液體脈動(dòng)互相作用而產(chǎn)生的一種自激振動(dòng)。

動(dòng)特性獲取技術(shù)

運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性( 簡稱動(dòng)特性) 是火箭姿控系統(tǒng)穩(wěn)定性分析、結(jié)構(gòu)動(dòng)載荷計(jì)算、星箭載荷耦合分析以及 POGO 穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)和依據(jù)。

制造技術(shù)

輕合金材料技術(shù)

隨著鋁合金材料的不斷進(jìn)步,變形鋁合金材料已從第一、第二代發(fā)展到第四代,其顯著特點(diǎn)是強(qiáng)度高、耐腐蝕性強(qiáng)。第四代超強(qiáng)、高韌鋁合金材料具有高比強(qiáng)度和高比模量的特點(diǎn),能夠更好的滿足結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化設(shè)計(jì)需求。

大直徑結(jié)構(gòu)制造技術(shù)

大型結(jié)構(gòu)制造可行性,直接影響到總體技術(shù)方案的可行性。工藝技術(shù)的穩(wěn)定性直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)系數(shù)的選取,進(jìn)而影響到技術(shù)方案中技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

試驗(yàn)技術(shù)

動(dòng)力系統(tǒng)試驗(yàn)

動(dòng)力系統(tǒng)試驗(yàn)是運(yùn)載火箭研制必不可少的環(huán)節(jié)之一,是考核全箭或火箭子級(jí)方案正確性、工作協(xié)調(diào)性和可靠性最為重要的試驗(yàn),也是在發(fā)射前檢驗(yàn)火箭在發(fā)射場各項(xiàng)工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是最接近飛行狀態(tài)的試驗(yàn)。

飛行驗(yàn)證試驗(yàn)

土星系列運(yùn)載火箭專為阿波羅載人登月計(jì)劃而研制,先后研制的型號(hào)有土星 I、土星 IB 和土星V 等 3 種火箭。土星 I 火箭( 研制型) ,是執(zhí)行阿波羅計(jì)劃的第一個(gè)型號(hào),用于阿波羅計(jì)劃的早期地球軌道飛行試驗(yàn)和發(fā)射飛馬座宇宙塵探測衛(wèi)星。土星 1B( 改進(jìn)型) 用于不載人或載人阿波羅飛船地球軌道飛行試驗(yàn)、土星 V 和飛船程序及部件或者系統(tǒng)的試驗(yàn)、發(fā)射天空實(shí)驗(yàn)室。美國最終用于正式執(zhí)行阿波羅計(jì)劃為土星 V 火箭,其先后研制的土星 I、土星 IB 兩種中間構(gòu)型的火箭,并使用這兩型火箭對土星 V 火箭的關(guān)鍵系統(tǒng)進(jìn)行了大量飛行考核,為保證土星 V 火箭首飛成功奠定了基礎(chǔ)。從某種層面上,美國研制的土星 I 和土星 IB,以及利用這兩型火箭開展的飛行試驗(yàn)是更高層次上的飛行驗(yàn)證試驗(yàn)。

主要型號(hào)

未來發(fā)展

重型運(yùn)載火箭由傳統(tǒng)串聯(lián)向捆綁助推器構(gòu)型發(fā)展以提高適應(yīng)性。“阿波羅”計(jì)劃后的重型運(yùn)載火箭,如航天飛機(jī)、“能源號(hào)”火箭、“戰(zhàn)神”5火箭、美國新一代重型運(yùn)載火箭SLS,都采用了捆綁助推器的構(gòu)型。這種構(gòu)型的重型運(yùn)載火箭具有很好的任務(wù)適應(yīng)性,同時(shí)也降低了對箭體直徑和發(fā)動(dòng)機(jī)推力的要求。因此,國際上新研制的重型運(yùn)載火箭,多任務(wù)適應(yīng)能力好是一個(gè)突出特點(diǎn)。

重型運(yùn)載火箭動(dòng)力系統(tǒng)選擇大推力發(fā)動(dòng)機(jī),充分發(fā)揮液體、固體發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)最佳動(dòng)力組合。動(dòng)力系統(tǒng)是火箭的核心部分,是設(shè)計(jì)火箭時(shí)首先要解決的問題。國外重型運(yùn)載火箭大都使用大推力發(fā)動(dòng)機(jī),有效地減少了發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量,降低了火箭總體的復(fù)雜度,有利于提高可靠性。液體發(fā)動(dòng)機(jī)是重型火箭芯級(jí)和上面級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的首選;固體發(fā)動(dòng)機(jī)使用在助推器上可有效地降低運(yùn)載火箭的規(guī)模。

充分利用成熟技術(shù)是各國發(fā)展重型運(yùn)載火箭的有效途徑。采用成熟技術(shù)和通用組件有利于減小研制難度和風(fēng)險(xiǎn),降低研制和發(fā)射成本,是未來發(fā)展的需要。根據(jù)本國國情、技術(shù)優(yōu)勢和基礎(chǔ),關(guān)注繼承性和經(jīng)濟(jì)性,充分利用成熟技術(shù),最大限度地利用現(xiàn)有資源,可降低研制風(fēng)險(xiǎn)和研制成本。

采取漸進(jìn)式發(fā)展策略。美國航空航天局公布的新一代SLS研制方案,采取了極其務(wù)實(shí)的漸進(jìn)式三階段發(fā)展策略,符合“由易漸難”的型號(hào)研制規(guī)律,可降低火箭的研制難度和風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)利用初始構(gòu)型可以實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)空間探索技術(shù)的先期驗(yàn)證,還可作為國際空間站商業(yè)乘員運(yùn)輸系統(tǒng)的備份運(yùn)輸工具。美國在過去“阿波羅”計(jì)劃中研制“土星”系列運(yùn)載火箭時(shí)也采取了類似的發(fā)展思路。

參考資料 >

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重型火箭220噸級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的這次試驗(yàn)成功了.中國軍網(wǎng).2023-02-16

支撐重型火箭研制!25噸級(jí)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)成功完成全系統(tǒng)試車.澎湃新聞.2023-02-16

我國最大推力液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)首次整機(jī)試車圓滿成功.中國政府網(wǎng).2023-02-16

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宏亮瞻局|N-1火箭首射50周年:蘇聯(lián)如何輸?shù)舻窃赂傎悽?/a>.澎湃新聞.2024-02-05

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