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中科宇航将研制中科系列商业运载火箭,冲击世界最大固体发动机

  原创  CAS SPACE 中科宇航
  中科系列之中科一号甲(ZK-1A)是中科宇航研发的首型固体运载火箭,计划2021年9月首飞,2022年具备商业发射能力;中科系列之中科二号(ZK-2),计划2022年12月首飞,2023年具备商业发射能力。
  01 中科系列固体运载火箭型谱
  中科系列固体运载火箭包括中科一号(ZK-1)固体运载火箭系列以及中科二号(ZK-2)固体运载火箭。
  图1 中科宇航固体运载火箭型谱
  中科一号(ZK-1)固体运载火箭利用200吨级、100吨级、50吨级、10吨级四型固体火箭发动机和固体助推器形成系列化构型,其中ZK-1固体火箭为四级固体发动机串联+四台固体助推器捆绑构型,近地轨道运载能力约3t。通过简化构型,ZK-1固体火箭可衍化出ZK-1A和ZK-1B两种构型。其中,ZK-1A为四级固体发动机串联构型,近地轨道运载能力约2t;ZK-1B为四级固体发动机串联+两台固体助推器捆绑构型,近地轨道运载能力约2.5t。中科二号(ZK-2)固体运载火箭充分实践组合化、模块化的构型设计思想,芯一级、芯二级、助推器均继承中科一号成熟的一子级模块,并沿用中科一号的四级发动机。面向目标用户,最大程度缩短研发周期和成本,在继承技术先进性的同时保证产品的高可靠性,未来可通过更换液体末级组成固液混合火箭提高增加运载能力,拓展发射灵活性和适应性。
  02 中科一号甲(ZK-1A)固体运载火箭主要指标
  中科一号甲(ZK-1A)固体运载火箭为四级固体发动机串联构型,主要用于太阳同步轨道和其他近地轨道中小型航天器的单星和多星组合发射,以及临近空间高超声速飞行器的助推发射,技术方案如下:
  构型:四级固体发动机串联构型;火箭直径:2.65m;
  总长:31m;
  起飞质量:135t;
  整流罩直径:兼容φ2650mm和φ3350mm两种构型;
  运载能力:
  ZK-1A固体运载火箭动力系统由四台固体火箭发动机和一套末修姿控动力系统组成,箭体结构系统共有11个结构部段、5套分离装置组成,箭上航电系统采用通用化、一体化设计方案,采用1553B+RS422+以太网的混合总线体制,地面测发控系统与箭上航电系统一体化设计,以远程笔记本式发射为目标开展设计,安全控制系统由箭上安控系统和地面安控系统共同完成,发射支持系统采用三平一垂的发射方式。
  图2 ZK-1A固体运载火箭示意图
  图3 ZK-1A固体运载火箭典型任务剖面
  03 中科二号(ZK-2)固体运载火箭主要指标
  中科二号(ZK-2)固体运载火箭为固体四级串、并联组合构型,瞄准低轨互联网星座组网发射需求,在ZK-1A固体运载火箭系列基础上改进技术方案,增加运载能力,提高商业发射市场适应性。中科二号(ZK-2)固体运载火箭采用组合化、模块化的构型设计思想,通过组合成熟的4台200t级固体火箭发动机,形成CBC(通用芯级)构型,技术方案如下:
  构型:四级固体发动机串联芯级、芯级外侧并联两枚助推器的组合构型;
  火箭芯级直径:2.65m;
  火箭助推器直径:2.65m;
  总长:39.7m;
  起飞质量:343t;
  整流罩直径:兼容φ4200mm和φ4000mm两种构型;
  运载能力:
  图4 ZK-2固体运载火箭示意图
  04 中科系列固体运载火箭研制进展
  中科一号甲(ZK-1A)固体运载火箭目前处于工程研制阶段,已完成全箭模态试验、各级发动机联合试车、舱段静力试验、航电系统综合试验、控制系统半实物仿真试验、测压风洞及脉动压力风洞试验、噪声试验等大型地面试验,计划2021年9月首飞,2022年具备商业发射能力。
  图5 大型地面试验
  图6 关键单机及产品
  中科二号(ZK-2)固体运载火箭计划2022年12月首飞,2023年具备商业发射能力。目前火箭已完成方案论证工作,并突破固体发动机并联构型带来的飞行控制、捆绑结构设计等核心关键技术,具备转入方案详细设计阶段的条件。
  图7 ZK-2固体运载火箭CBC构型捆绑设计
  05 国内外固体运载火箭指标对比
  表3 国内外固体运载火箭的运载能力注:上述数据来源于网络目前国内外现役固体运载火箭的发射价格约为10-14万元/kg,中科宇航首型固体运载火箭——中科一号甲(ZK-1A)的发射价格目标为7万元/kg,将成为目前世界起飞质量最大、综合成本最低,性价比国际领先的固体运载火箭。06 中科系列固体火箭技术创新中科系列运载火箭具有高效先进、自主智慧、精益经济三大技术特点。高效先进设计阶段,按照自顶向下设计理念,建立协同平台架构及各专业模型,面向单机设计,采用基于模型传递的创新途径,大幅提升快速响应设计能力;运载系数超过1%,发射成本不高于7万元/公斤,均处于当前同类产品国际领先水平;环境精细化预示与控制水平大幅提升,关键单机及环境恶劣位置采取整体环境隔离及控制设计,从而提升产品环境适应裕度,提升整箭综合性能。自主智慧一体化组合内各通用模块具备自测试能力,可实现加电即测,表征本模块的健康状态;研发智能测控组合验证和测试信息一体化综合处理架构和技术,为故障诊断奠定信息基础;探索在线轨迹规划与闭路制导方法验证与飞行测试,为自主智慧飞行奠定基础;具备一键无人测发能力,通过测发流程优化,配合深度自适应数据判读技术,多学科耦合度参数识别与判读,实现发射测试流程全自动化。精益经济结构与分离统一化、通用化、产品化设计,研制及产品成本降低50%;研究和建立开放式、信息化的全寿命周期质量管理体系,大幅降低过程控制成本;研究基于工业级原材料元器件的筛选、检验与质量控制方法,大幅降低采购源头成本;研究中型运载火箭低保、快速发射的技术标准、使用流程及评估方法,大幅降低使用费用。

新生物相容性胶水可在15秒内止血美国梅奥诊所和麻省理工学院的研究人员开发出一种生物相容性胶水,这种糊状的黏性膏体可密封受伤的组织或器官,并在凝血之前15秒内止血。相关研究发表在9日的自然生物医学工程杂志上。发明这磁铁有助于改善对仿生假肢设备的控制麻省理工学院的研究人员正在研究帮助应对截肢的人控制高科技仿生假肢的方法。将仿生假肢带给全世界的人有几个主要的挑战,其中一个最具挑战性的挑战是改善假肢的可控性。目前,典型的假肢使用肌研究人员发明出一种可伸展的汗水供电电池新加坡南洋理工大学的研究人员已经开发出一种新型电池,可能是未来可穿戴产品的理想选择。这种电池是可拉伸的,并从汗水中获得它所需的能量。它还很柔软,外形被描述为可以延展到像绷带一样平。科学家首次实现定量测量全球海洋碳循环就像陆地上的植物一样,海洋中微小的浮游生物通过光合作用消耗二氧化碳,并将其转化为有机物和氧气。这种生物转化被称为海洋初级生产力。近日,在发表于自然地球科学的一项新研究中,美国蒙特里自主创新,中国水电有创新密码1910年,中国第一座水电站石龙坝水电站只因几名外国工程师的缺席便被迫停工如今,中国水电总装机容量和年发电量已先后跃居世界第一。百余年光阴已逝,中国水电为何能够实现从无到有从弱到强RISCV抗量子加密芯片有望提供面向未来的安全性为了抵御未来使用量子计算机可完成的强大攻击,许多研究人员都在潜心开发新型加密技术。通常情况下,这些应对措施需要耗费巨大的处理能力。不过德国的科学家们,已经开发出了一种能够非常高效地闲鱼冻结涉欺诈用户1。8万vivoNEX用屏下摄像头瀑布屏2020年智能手机平均闪存容量突破100GB研究机构Counterpoint近日发布了2020年智能手机NAND闪存容量报告。结果显示,苹果iPhone的平均容量依旧领先安卓,20特斯拉监控车震隐私,别只看表象特斯拉又上热搜了。据报道,国外黑客大神greentheonly为查看特斯拉车内摄像头的监控效果,提取了车内摄像头的拍摄画面并上传至社交媒体。简单来说,摄像头画质清晰,镜头广,也让特微信终于更新了微信键盘这个隐私功能1月19日晚,微信之父张小龙透露,之所以微信将推出自己的输入法,目的不是抢夺这个市场,而是保护用户隐私。张小龙表示,微信原来并不想做输入法,但收到了很多用户的投诉,说刚刚在微信里聊乘客质疑顺风车订单结束仍录音微信封禁欺诈群恶意收款等账号乘客质疑顺风车订单已结束却仍在录音近日,浙江杭州的闻女士(化名)表示,她在使用嘀嗒出行平台的顺风车功能时,明明行程结束,却显示仍在录音。客服回应称,此举为保护乘客安全,乘客可在下车德国发明拼图折叠楼梯,竟能像纸一样贴在墙上作为一个文艺青年,小编最近疯狂爱上了小复式,户型高挑,空间开阔,最重要的是有那么一点小文艺和轻奢华,但小复式有一个弊端就是它的楼梯非常占空间。为了解决这个问题,德国法兰克福一家初创
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