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愛國航天迷們一定對(duì)長征九號(hào)充滿期待和和自豪。根據(jù)現(xiàn)有規(guī)劃,，長征九號(hào)一旦面世，將有可能是世界上運(yùn)力最強(qiáng)的火箭,。但是自從獵鷹重型火箭橫空出世以后,，很多人把更多的贊譽(yù)給了spaceX，認(rèn)為馬斯克的spaceX才是引領(lǐng)潮流,，獵鷹重型才是未來的方向,。那么長征九號(hào)跟獵鷹重型比會(huì)怎么樣呢,？ 1 比推力 看過數(shù)據(jù)的朋友都知道，獵鷹重型火箭的LEO（近地軌道）運(yùn)力63.8噸雖然很高,，但是還沒有達(dá)到重型火箭的最低限度LEO運(yùn)力100噸,，嚴(yán)格來講算不上重型火箭，只能算大火箭的范疇（不過當(dāng)初看到這個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)候,，小編還是很吃驚的,，因?yàn)閷?duì)比長征五號(hào)，獵鷹重型體型不見得太有優(yōu)勢(shì),，運(yùn)力卻實(shí)現(xiàn)翻番）,。而長征九號(hào)設(shè)計(jì)為LEO運(yùn)力140噸，達(dá)到獵鷹重型的兩倍,，而且隨著發(fā)動(dòng)機(jī),、新材料等技術(shù)的成熟，將來運(yùn)力只會(huì)更高,。因此長征九號(hào),，才是真正意義上的重型火箭。 有朋友說,，長征九號(hào)是十年以后的事情,，現(xiàn)在是獵鷹重型的天下，而且十年后獵鷹重型可能運(yùn)力更高,。這個(gè)確實(shí)有可能,，但是，如果獵鷹不更改設(shè)計(jì)思路的話,，即使能實(shí)現(xiàn)那么高的運(yùn)力,，風(fēng)險(xiǎn)也是很大的。因?yàn)?，獵鷹重型目前是27臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián),，要想運(yùn)力翻倍，需要多少臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),？或者增加火箭的高度,，風(fēng)險(xiǎn)都將會(huì)成倍增加！ 當(dāng)然，獵鷹重型的一項(xiàng)技術(shù)思路很新穎,，值得長征九號(hào)借鑒,，就是推進(jìn)劑交叉輸送技術(shù)，如果長征九號(hào)的芯一級(jí)和助推器全部采用液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)的話，完全可以借鑒推進(jìn)劑交叉輸送技術(shù),，讓芯一級(jí)始終保持最多的燃料,，助推器分離后，還可以保持足夠多的燃料,，以便飛行的更遠(yuǎn),。 2 比體型 目前獵鷹九號(hào)采用3.7米直徑,，獵鷹重型是三個(gè)獵鷹九號(hào)并聯(lián),，未來推力提升空間有限想翻倍更是非常困難的。增加助推器又會(huì)增加發(fā)射風(fēng)險(xiǎn),，因此未來要想提高推力還是要更改體型的,。但是繼續(xù)加高顯然不太現(xiàn)實(shí)，以前關(guān)于長征五號(hào)的文章討論過,，細(xì)長的身材增加折斷的風(fēng)險(xiǎn),，對(duì)于材料和箭體受力都會(huì)帶來新挑戰(zhàn)。 有些國人非常努力地推崇spaceX的獵鷹重型運(yùn)載火箭構(gòu)型,，認(rèn)為這才是未來的重型火箭發(fā)展趨勢(shì)。其實(shí)很多人不知道的是,，spaceX在2016年提出了大獵鷹火箭BFR,，設(shè)計(jì)直徑12米，高度122米,，近地軌道運(yùn)力300噸,，發(fā)動(dòng)機(jī)53臺(tái)。后由于研發(fā)經(jīng)費(fèi)太高,，更改了方案,，把箭體直徑改為9米，高度改為106米,，近地軌道運(yùn)力改為150噸,，發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量減少為31臺(tái)?？梢?，space自己也認(rèn)為大直徑火箭才是正道。 此外同屬美國私營公司研發(fā)的新格倫火箭采取7米直徑箭體,，七臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火,。美國NASA的SLS也是8.4米大直徑芯級(jí)火箭?？梢姶笾睆降闹匦突鸺攀前l(fā)展方向,。 相應(yīng)的，長征九號(hào)火箭,，一開始設(shè)計(jì)定型就是10米級(jí)直徑,，外加5米直徑助推器，這個(gè)設(shè)計(jì)是很穩(wěn)妥的,。而且長征九號(hào)必將像長征五號(hào)一樣采取模塊化生產(chǎn),，不管是助推器，還是二級(jí)三級(jí)都可以像拼積木一樣自由組裝,，可以適應(yīng)不同任務(wù)需求,，避免運(yùn)力浪費(fèi)。 結(jié)論,，長征九號(hào)的設(shè)計(jì)并不像很多網(wǎng)友認(rèn)為的那樣還沒設(shè)計(jì)好就已經(jīng)過時(shí)了,。而是符合時(shí)代發(fā)展方向的，甚至未來還可以基于現(xiàn)有模塊研發(fā)更先進(jìn)的推進(jìn)技術(shù),。 3 比發(fā)動(dòng)機(jī) 現(xiàn)在獵鷹九號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)是merlin 1D發(fā)動(dòng)機(jī),，特點(diǎn)是小推力、大推重比,、多臺(tái)并聯(lián),。這種組合的優(yōu)勢(shì)是，多臺(tái)并聯(lián)雖然提高了出問題的風(fēng)險(xiǎn),，但一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)整體的影響比較小,，一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)出故障完全可以通過其他發(fā)動(dòng)機(jī)彌補(bǔ)，雖然降低了推力,，但不容易造成整體任務(wù)的失敗,。同時(shí)小推力發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于火箭垂直回收是有利的，因?yàn)樾⊥屏?，更有利于精確控制落點(diǎn)位置,。 但是如果做成重型火箭，并聯(lián)發(fā)動(dòng)機(jī)太多,，發(fā)動(dòng)機(jī)出故障就是較大概率了,。正是因?yàn)檫@種擔(dān)心存在，獵鷹重型發(fā)射前,，連馬斯克本人都不太放心,，市場(chǎng)更不放心，所以最終也沒有拿到有效訂單,，只是發(fā)射了一臺(tái)汽車給自己打個(gè)廣告,，失敗了也不心疼。雖然最終發(fā)射是成功的,，但一級(jí)助推器回收卻只是部分成功,，這也說明“結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，出問題的概率越大”的真理。馬斯克本人事后也發(fā)表聲明獵鷹重型可能不會(huì)用于載人發(fā)射,！ 長征九號(hào),，采用更先進(jìn)的高壓補(bǔ)燃循環(huán)大推力液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，目前已經(jīng)完成前期論證,，正在組裝樣機(jī),，年內(nèi)試機(jī)。這種發(fā)動(dòng)機(jī),，推力大,，并聯(lián)少，對(duì)于長征九號(hào)來說,，安全穩(wěn)定系數(shù)更高,。另外，還有高比沖大推力的液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)正在研發(fā),，成型以后可以應(yīng)用到芯二級(jí),、上面級(jí)甚至芯一級(jí)。 對(duì)于spacex公司來說,，短時(shí)間內(nèi)研發(fā)大推力發(fā)動(dòng)機(jī)成本太高,，因此主要路線還是改進(jìn)現(xiàn)有梅林發(fā)動(dòng)機(jī)比較劃算。當(dāng)然該公司正在研發(fā)的液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī),，對(duì)于可重復(fù)利用方面也是比較占優(yōu)勢(shì)的,。 Merlin 1D RD-180，體型與中國國產(chǎn)480噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng) 4 比回收 目前為止,，中國所有火箭都沒有實(shí)施過任何形式的回收試驗(yàn),，因此回收經(jīng)驗(yàn)很少。長征九號(hào)會(huì)不會(huì)回收使用,，也沒有消息,，但是想實(shí)現(xiàn)回收也不是不可能。 獵鷹重型當(dāng)然是火箭回收的老手了,，不僅已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一級(jí)和助推器的回收,，未來還要實(shí)現(xiàn)二級(jí)的回收，回收技術(shù)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先中國,。 5 其他 成本等方面，獵鷹重型是比較占優(yōu)勢(shì)的,，一方面技術(shù)更成熟,，另一方面回收可以大幅降低成本。經(jīng)驗(yàn)方面，獵鷹重型,，十年以后,，經(jīng)驗(yàn)應(yīng)該更加成熟，前提是馬斯克不會(huì)把獵鷹重型下馬,。獵鷹的發(fā)動(dòng)機(jī)和回收技術(shù)更成熟,，而長征九號(hào)10年以后才剛剛開始，現(xiàn)在來看還有很多不確定因素,。 好了,，本文對(duì)兩種重型火箭進(jìn)行了簡單的比較，如有不當(dāng)之處懇請(qǐng)批評(píng)指正,！ 我的科普是認(rèn)真的,，沒有科學(xué)依據(jù)的文章不發(fā)，請(qǐng)大家監(jiān)督,！歡迎大家關(guān)注我的頭條號(hào),，以后會(huì)繼續(xù)給大家分享科普知識(shí)。 也歡迎大家惠閱以前的科普文章： 軍事航天新寵——超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)新動(dòng)向（一）遙遠(yuǎn)的星空有很多鉆石星球是真的嗎,？揭秘太空中的真相航空火箭能力大比拼,，獵鷹-9VS長征五號(hào)嫦娥六號(hào)技術(shù)暢想，中國航天探月技術(shù)引領(lǐng)潮流長征九號(hào)的強(qiáng)大動(dòng)力——國產(chǎn)重型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)篇長征五號(hào),，艱難的抉擇（二）之體型篇,，為什么要變胖？ |
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