长征九号2029年发射,一级并联由16发增至26发,不怕重蹈N1覆辙?
我国新一代运载火箭,除了长征六号、长征七号、长征八号和长征五号系列之外,还有新921,也就是长征五号DY,以及长征九号。其中新921是登月火箭,用于将来的载人登月和向月球轨道发射货物,而长征九号的目标比登月更远,可能是飞往深空,或者是重载登月。
新921、长征九号和长2F
在原先的规划中,长征九号采用3级设计,外加4个5米直径的助推器,近地轨道LEO有效载荷150吨,一次可以发射一整个空间站。而月球转移轨道LTO有效载荷为53吨,火星转移轨道MTO有效载荷也有44吨。
月球和火星轨道载荷差不多是星舰的一半
不过,2021年6月24日,龙乐豪院士在香港参加"航天科学家团队进校园"活动时,公布了一个"光杆"版的长征九号,火箭长度由103米增加到了108米,而芯级直径由9.5米增加到10.6米,可能是目前和未来一段时间内世界最粗的运载火箭(星舰不是纯粹的火箭),它被外界称为21版长9。
龙院士的21版长九
而就在最近,龙院士的PPT中,又提到一个新的22版长9。它跟21版长9一样,采用"光杆"设计,运载能力基本不变,但将一级并联的发动机数量,从16个,增加到26个。具体来说,外圈是15台,内圈和中心是10+1台的推力矢量版发动机。
又提出22版的长九了
这个方案的出现,再次引发外界的普遍"焦虑"。21版一级采用16台并联发动机,就已经让人联想到苏联失败的登月火箭N-1,现在竟然要搞26发并联,究竟是否靠谱?实际上,从21版到22版,连续2年的方案都是一级多发并联,就足以说明我们是胸有成竹了。在国际上,SpaceX的星舰一级,也是29到33台"猛禽"发动机并联。
星舰的一级发动机
在苏联时代,一级多发并联的N-1的确是个失败的设计,但它的主要问题是没有解决共振问题,且为了政治任务,没有进行足够的地面试验。更重要的是,科罗廖夫的突然逝世,导致它的研制遭遇极大的困难,后继者又没有继承之前的设计思想,等于是临阵换将,最终才导致4次发射,4次全部失败。
N1火箭的一级发动机
而对于"星舰"和长征九号来说,身处近60年后的今天,人类的航天科技有了长足的进步。特别是随着计算机技术的进步,已经能够很好解决多发并联时的共振问题。而且现在的登月和登陆火星,更多是为了打造经济圈,所以有足够的时间进行地面试验。对此,我们完全没有必要刻舟求剑,一听到多发并联的火箭一级,就吓得直哆嗦,相信火箭专家们肯定比我们聪明。
历史是螺旋形上升的,技术也一样
值得一提的是,22版的长征九号,一级计划采用的是新型号的200吨级甲烷引擎,而二三级则是新型号的氢氧引擎。另外,箭体直径也可能从10.6米,增加到11米,变化可谓十分巨大了。不过,任何装备在研制的时候,都有多种方案,在长9公开亮相和首飞前,谁也无法确定它的最终设计。
这个发动机不用了?
直径还会变粗?
那么,长征九号会在什么时候首飞呢?目前也有了最新的消息,据说是2029年,而新921的首飞时间是2026年,甚至可能提前到2024年。这样的话,在2030年前实现载人登月的时候,我国就至少有2种堪用的运载火箭,成功率大大增加,甚至长征五号也可以成为备份手段。
一型火箭也可以用多种构型
当然,长征九号志存高远,它的主战场会是火星,或者说在需要向月球基地运送大载荷的时候,才会用到它。这一点和"星舰"是类似的,"星舰"的主要目标是火星,但是美国重返月球也离不开它。而到了长征九号和"星舰",是否已经到了化学火箭的尽头了呢?未来还会不会出现更大的火箭呢?
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