中国新一代载人运载火箭基本参数推算
夏梦寻Official
2018年11月08日 05:31

本文作者:梦寻yousa_喵

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本文主要内容:简述中国新一代运载火箭的发展思路、需求及总体方案;对火箭基本参数进行相对合理的推算。


中国新一代载人运载火箭

2018年11月6日,中国新一代载人运载火箭在第十二届中国国际航空航天博览会上首次亮相。

新一代载人运载火箭是根据我国载人航天工程发展规划,为发射我国新一代载人飞船而全新研制。

新一代载人运载火箭打破传统研制模式,采用一体化协同设计、数字虚拟试验等先进研制手段,通过集成演示试验部分代替传统复杂的单项试验,大幅缩短研制周期,提升研制效率,推动研制模式创新。

该火箭将按照载人飞行的最高安全标准设计,可实现垂直起降重复使用,火箭未来可用于载人月球探测,将快速推动我国运载火箭技术和进出空间能力的重大提升和跨越。

在更远的将来还可以和重型运载火箭组合使用,建立月球基地,实现月球可持续开发利用。


发展思路

  1. 充分继承现有技术成果新一代载人运载火箭研制要求高、技术难度大、时间进度紧,必须立足现实可行,充分利用CZ-5、CZ-7等新一代运载火箭的技术成果和研制经验,确保满足运载能力、可靠性、安全性、维护性、适应性、经济性要求。

  2. 分步验证,工程风险可控采用模块化设计方法,研制过程中采用分步验证、逐步实施的策略,火箭各级模块进行飞行演示验证,逐步提升火箭性能,夯实火箭工程研制基础,确保工程风险可控。

  3. 模块化设计,有利于组合拓展通过不同数量通用模块的组合,有利于形成能力梯度合理,满足不同轨道任务需求的系列化产品,打造安全、实用、经济的新一代载人运载火箭。

  4. 注重可靠安全,满足载人发展需求高可靠、高安全是载人运载火箭的显著特点,也是载人运载火箭设计的首要准则。采用成熟技术可为火箭可靠性提供保障,同时也必须采用基于故障设计的动力冗余和控制重构、故障检测隔离、自主在线规划、自主测发控、逃逸姿态闭环控制、无毒环保推进剂、无人值守加注卸出等新技术提高火箭可靠性、安全性。

  5. 采用先进技术,提高火箭运载效率采用先进设计理念、设计方法和设计手段,大胆采用复合材料冷氦增压气瓶、复合材料级间段、高性能轻质铝合金为代表的新材料,降低结构质量;采用贮箱后底与机架一体化设计、大直径低温共底贮箱、大直径横向分离级间段、3D打印、箱底整体成形等新结构、新工艺,大幅提升火箭全箭结构效率;采用一体化电气系统,应用综合自主测试技术,提高集成化水平,简化测试操作。

中国新一代载人运载火箭


载人航天后续发展的需求

  1. 近地轨道空间站运营需求:LEO 10~20t

  2. 后续载人月球探测需求:TLI 25t 或LEO 70t

  3. 性能水平:满足载人高可靠性要求,综合性能达到世界先进水平

  4. 研制成本:费用可控,经济可承受


初步总体方案

(一)主要指标

  1. 技术继承性基于YF-100K及其高空状态发动机、YF-75D发动机,继承3.35m、5m直径箭体结构的研制基础。

  2. 模块化设计按照模块化要求设计,一级采用通用芯级模块,通过模块组装形成运载能力梯度,满足不同轨道任务需求。

  3. 先进性LEO运载效率不低于3.5%TLI运载效率不低于1.34%

(二)构型论证

2016年,一院先行启动了新一代载人运载火箭方案论证工作,目前已取得阶段性成果,将于2019年完成关键技术攻关。

经多轮方案对比分析,以5m直径通用芯级为基础形成了一个系列,两种构型的新一代载人运载火箭。


火箭基本参数推算

** 推算参数表格仅供参考,一切以官方发布为准,私自转载造成不良后果的本人概不负责。


目前,一院研制团队已经完成YF100K及其高空状态泵后摆发动机、高压补燃发动机低压启动、固体可调推力姿控发动机、新型常温无毒推进剂姿控发动机、轻质伺服机构等多项关键技术的研制。

后续一院将先后开展逃逸飞行验证、芯一级飞行演示验证、两级状态飞行演示验证、全箭飞行验证等工作,确保载人运载火箭安全可靠,万无一失。


坎巴拉仿制计划