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要学马斯克?俄罗斯研制可回收重复使用火箭,私人航天公司扛大梁

  近日,俄罗斯宣布停止"叶尼塞"重型登月火箭的研制工作,让人唏嘘。不过,这个航天大国虽然在走下坡路,但手头的火箭项目依然是"瘦死的骆驼比马大",比如"联盟"、"质子"M、"安加拉"A5等。其中最有意思的是"黑龙江"-LNG可回收重复使用火箭,用俄罗斯的叫法是"阿穆尔"-LNG。
  俄罗斯阿穆尔LNG可回收火箭
  "阿穆尔"-LNG的设计,非常类似刚刚晋升世界首富的马斯克的"猎鹰"9,采用两级设计,火箭的第一级安装了可收放式支腿和栅格舵,配合VTVL反推力系统,用于火箭的降落。据说火箭初期设计目标是重复使用10次,远期设计目标为100次。另外,火箭一级中央发动机在每次发射中将进行3次点火,所以在整个寿命周期它要进行300次可靠点火,设计难度很高。
  据说能重复使用100次
  不过,"阿穆尔"-LNG火箭的回收方式与"猎鹰"9还是有所不同,它在完成发射后将不掉头飞回,而是继续沿抛物线继续飞行。依仗俄罗斯广袤的国土,选择在哈巴罗夫斯克地区靠近鄂霍次克海的南部海岸地区(暂定)着陆,然后再由铁路系统或者米26重型直升机运回。
  阿穆尔LNG的发射和回收方式
  另外一点与猎鹰9不同的是,"阿穆尔"-LNG采用液氧和甲烷作为燃料,其理论比冲比液态氧-煤油燃料高3.4%,怪不得预计火箭的近地轨道运载能力达到10.5吨,超过目前使用中的8.5吨的"联盟"2火箭。而它的高度为55米、直径4.1米,整流罩直径5.1米,起飞重量360吨。
  俄罗斯的规划很好,但有钱吗?
  除了可回收火箭之外,俄罗斯连火箭的研制和运营方式也打算学马斯克,据说要让一家私人航天公司来着手干这件事情,而政府则向它转让火箭技术,打造自己的SpaceX。目前呼声最高的是俄罗斯宇宙旅程公司,它除了火箭之外,还有一个类似"龙"飞船项目,被称为"新东方"号。
  什么都要学马斯克?
  看来这里,有人会觉得俄罗斯堂堂一个航天大国,曾经引领人类探索宇宙的潮流,今天居然要向一家私人航天公司学习,真是不可思议。实际上,要论火箭的可回收重复使用技术,苏俄是妥妥的前行者,因为早在1959年,苏联就在航天电影中提出来火箭海上回收的概念,与今天的"猎鹰"系列几乎一模一样。
  几十年前苏联电影里的画面,不是倒放
  猎鹰火箭助推器回收的画面
  猎鹰海上回收画面,加速了
  到了上世纪80年代,苏联开始以"能源"号为基础,研制ГК-175可回收式重型运载火箭,也被称为"能源"2。它的回收方式与"猎鹰"9截然不同,火箭在完成发射任务之后,将整体返回,而且还以水平滑翔降落的方式回到机场跑道上,这种设计,倒是与航天飞机有些类似。
  苏联这个设计太牛了
  而它的飞行结构,则类似滑翔炸弹,火箭的弹翼以折叠形式收纳在背上,使用的时候再打开,而且每一枚助推器都有起落架,所有的部件都可以重复利用,几乎没有任何浪费,第二次发射只是重新加注燃料即可。
  展开弹翼
  水平降落
  这一切并非空想,实际上,俄罗斯早已制造出一枚"能源"2火箭,并多次在航展上展出,之所以迟迟没有进行下一步的原因,一方面是没钱,第二方面是技术难度的确有些高,比马斯克的"猎鹰"9更复杂。
  不是幻想,实物都造出来了
  俄罗斯航天的底蕴太深了
  马斯克的SpaceX公司虽然不是可回收重复使用火箭概念的提出者,也不是最早进行可回收火箭发射试验的,但它却首先将这一概念投入实用化并且量产,这是其最大的意义。而作为先行者的俄罗斯,现在回过头来学习马斯克,也很正常,毕竟航天的发展就是这样,"三人行,必有我师",别人趟对的路,当然要跟着学。
  三人行必有我师

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