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[原创] 谈一谈火箭运载能力的问题

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谈一谈火箭运载能力的问题

        在军事天地转帖区看到了sky1997兄弟转载的一篇帖子,其中对比了中国和其它几个国家火箭的载荷,担心有的朋友可能片面地因为中国的火箭运载能力比较低,就此认为中国的火箭技术不行。因此想和论坛的朋友们讨论一下这方面的问题,限于原文的转载性质,可能不太方便在那里讨论,于是在这里另外开了一个帖子,自己写了一点东西,希望能抛砖引玉,让大家都来谈一谈自己的看法。


        火箭的载荷确实是火箭性能的一个很重要的指标,要发射航天飞机,发射大型的卫星,甚至发射国际空间站(国际空间站都是一块部件一块部件的发射上去组装,但是每块部件也都很大),总之,你要想在外太空干点大事,没有大载荷的火箭是肯定不行的,小火箭根本承担不了这些运载任务。所以说火箭的载荷是火箭性能的一个很重要的指标。但是,能不能因为中国火箭载荷不高,就因此而说中国的火箭技术落后呢?答案肯定是否定的。

        首先,火箭的载荷不是单纯由技术因素所决定的。

        苏联和美国当初发展火箭技术的时候,主要是应用在军事上,所以发射场地的位置都是选择比较偏僻的地方,建造在战略腹地。中国也一样,酒泉和西昌这两个发射基地都是建设在战略腹地中,这样做有一个非常大的好处,就是在军事防御上很有利。
        
        这样做也有一个很明显的弊端,火箭技术是一个很复杂很复杂的系统,那不是说你在沙漠里建造一两个工厂就OK的,得有几百上千个工厂的支持,要跨几十甚至几百个行业才能办得到的。而你在战略腹地建造的火箭发射场往往是一片荒凉,怎么去把火箭做出来?
        
        苏联的解决办法是在发射场附近新建城市,用新建一个特殊的城市来保证火箭系统的运行,这样做的弊端是非常明显的,很多工厂制造的设备你火箭系统都是只用上一个两个零件,而工厂建造起来不可能只卖一个两个零件就能收回成本了,由于这些工厂都是在荒郊野外新建的工厂,产品生产出来后除了供应给火箭发射系统,没有别的地方可以卖了。这就浪费了建造工厂的资源,这可是几百上千个工厂啊。所以苏联的模式是失败的,建造工厂的成本实在太高昂了。
        
        美国有另外一个办法,就是在大城市中,利用大城市里完备的工业体系来建造火箭,然后把建造好的火箭分段运输到火箭发射场,这样做不需要重新建造很多的工厂,比较起苏联的方法,美国建造火箭的成本要小的多。
        
        但是这个办法又出现了另一个问题,就是火箭的运输问题,火箭又大又长,运输不可能用公路来运,只能用铁路来运输,而由于当初选的火箭发射场都是比较偏僻、崇山峻岭围绕的地方。用铁路运输,必然要经过隧道和长长的、狭窄的地区,这样对火箭的直径就提出了要求。火箭的直径不能造的太大太长,不然无法用火车来运送。而发展大载荷的火箭又必须把火箭的直径加大加长,这就产生了一个矛盾,新建工厂的成本高,成本低的办法又无法运输。怎么去解决这个问题呢?
        
        最简单的办法,你火箭不是太大太长不好用火车运么,那就不用火车运了,用船来运。于是,美国新的火箭发射场全是建造在海边,成功的解决了这个问题。

        这么说起来,我们国家为什么没有大载荷火箭的问题也就清楚了,不是技术跟不上,而是要么建造成本太高,要么火箭造出来运不到酒泉西昌去,无法发射。
        
        所以,为什么建造海南文昌火箭发射场对我们国家来说那么急,那么重要。大家都能理解了吧。

        其次,评价一个国家火箭技术的先进与否,可供参考的数据有很多,火箭的载荷只是其中的一项。

        火箭技术性能中最难,最重要的地方有很多,包括安全性、可靠性、进入轨道精确度(火箭进入轨道的精确度是由多方面决定的,包括测控技术和空间变轨技术)等等。这些才是评价一枚火箭性能如何的最重要的数据。从我们国家近几年连续成功发射神舟系列飞船,以及嫦娥一号探月卫星的情况来看,我们国家的火箭无论在安全性、可靠性、还是进入轨道精确度方面都达到了一个相当高的水平。我个人认为,我们国家制造的火箭的技术仅仅排在美国、俄罗斯、欧洲(如果可以把欧盟称作一个国家的话)的后面,甚至可能比欧洲还要强一些。

        这里再说点题外话,谈一下空间变轨技术,我们知道,火箭技术和弹道导弹技术是相通的,一个国家的火箭技术发展的怎么样,看它的弹道导弹就知道了。而空间变轨技术在弹道导弹上是很重要的一项技术。俄罗斯的白杨洲际弹道导弹之所以号称能突破任何导弹防御系统,主要依靠的就是这门本领。白杨每进行一次空间变轨,NMD系统计算弹道导弹落点的时间要延迟数分钟,而白杨在攻击过程中要进行4次左右的空间变轨,这样留给NMD防御的时间就大大缩短了,防御的效果大打折扣。而空间变轨技术我们国家老早就掌握了,也已经运用到了洲际弹道导弹上,尽管没有俄罗斯的那么先进。


        本人是军事方面的菜鸟,文化水平也不高。出于对火箭方面的兴趣,很粗糙的写了一点自己的认识。肯定有很多错误的地方,请大家多多包涵,也希望论坛的高手们能多多指点,有讨论才能有提高么。
        
        由于本人是第一次写原创作品,希望大家能多多的鼓励一下,不要对我进行人身攻击。谢谢大家

[ 本帖最后由 t67374714 于 2009-9-12 23:00 编辑 ]
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回复 7楼 的帖子

哈哈,终于有一个可以认真讨论的了,我很高兴。
CGabriel 兄弟,你似乎没有搞清楚我说的大型火箭是什么样的火箭,我发几张图出来看看

俄罗斯的质子火箭





阿丽亚娜火箭









你认为这样的东西我们国家要用什么办法运到酒泉去?


铁路是肯定没有办法的了

飞机的运送有很多问题,并且不是每个火箭发射场附近都能兴建大型机场来供747这样的飞机起降的,总之,用飞机运送,难点不少,问题很多。

珠海靠近海边,火箭到了港口再运送到珠海并不需要经过什么山区。而且,珠海航展上展示的都是模型,模型和实物是不一样的。最后,我想问一下,珠海航展展示的火箭好像都是我们国家的长征吧?似乎没有见过珠海航展上有原比例展示质子、阿丽亚娜的。

海南并不需要建什么巨型港口,一般的港口就足够了,船运和火车运输是完全不同性质的事情,你有时间去海南玩的话建议你去坐船,粤海铁路的船一次就可以运一列火车过海,这样的船来海南的时候都不需要特别扩大港口。海南东方市的港口只是一个一般大小的港口,都已经可以停下数万吨的船。文昌附近找个能运个火箭的港口不是什么问题了,几千吨的船应该都可以运输分解后的火箭。

火箭的建造当然要靠近港口,有消息说我们国家正在把天津建造成新的火箭制造基地,天津港你听过吧?

火箭运送到港口后,再运到发射场就不是什么大问题了,你看我的文章没看仔细,铁路运输的最大问题是火车要经过山区,包括过隧道什么的都是你要考虑的。而运到港口在运输到发射场,并没有这样的问题。

[ 本帖最后由 t67374714 于 2009-9-12 19:22 编辑 ]
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轨道不是最主要的问题,靠近赤道不过是更方便一点。文昌发射场的建立主要还是运输问题。否则照你们这么说,那俄罗斯就不用发射什么火箭了,他们离赤道最远

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回复 16楼 的帖子

不只是商业卫星,我们国家的嫦娥系列以后都要在文昌发射。
        因为只有大火箭才能支持嫦娥项目,现在的火箭能放个探月卫星上去已经很吃力了,将来还有宇航员、科研设备、保障宇航员生命维持的系统、月球车、返回地球的设备(这次不光是到月球上,宇航员还要飞回来)等等。这些设备的重量大,对火箭的要求非常高。那些细细长长的火箭满足不了需要。
        你仔细看看10楼里 质子 和 阿丽亚娜 的图片,多么雄壮威武啊。我们以后肯定要搞空间站(空间站的科研能力远远不是放个神舟飞船漂几天就可以达到的)、要搞航天飞机(在外太空军事对抗中只有航天飞机才可以对付航天飞机)。那么就一定要有那样的火箭。
         可以说我们以后重要的航空活动都离不开文昌这个名字了,文昌火箭发射场的建设绝对是我们国家航空事业的一个里程碑。
         将来,文昌火箭发射场的发射任务将会非常的重。而酒泉和西昌这两个发射场只会用做补充。当文昌有重要的发射任务时,一些不太重要的发射任务就会交给酒泉和西昌。

[ 本帖最后由 t67374714 于 2009-9-14 21:50 编辑 ]
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回复 19楼 的帖子

heixibao1 兄弟说的有些道理,我说一下我的看法。

        首先,我们先聊一下土星5号吧,土星5号已经可以说是人类历史上的一个传奇了,一提到这个火箭,我能想到的词只有牛B两个字。在这里放几张图,让论坛的朋友们都看看它吧。





        它的研发时间是在冷战的时候,当时苏联的航空水平遥遥领先于美国。美国当然不愿意在太空竞赛中输给苏联。因此在很多条件都不具备的情况下疯狂的制定赶超计划,美国研制土星5号在我看来可以说是不计成本、不惜代价的投入,那可真是个疯狂的年代啊。换作现在是绝对不可能的了,因此,土星5号的高成本是有着特殊的背景的,我们不能要求现在的中国也像当时那样研发火箭,即不科学,又不划算。

        其次,公路的修建成本是非常非常高的。在城市,你要考虑拆迁的问题,在山区,你要考虑过隧道等问题。专门建一条从上海到酒泉西昌的宽幅公路,成本绝对是很高的,你考虑下我们国家在航空事业上的投入有多少,就知道这个是不可能、也是没有必要这么做的事情(那还不如在文昌搞个发射场划算呢,国家领导人不傻)。

        其次,你说土星5号投入了500多亿美元的投资。这个我是很怀疑的,哪怕是在当时那个疯狂的时代,我也不相信美国会拿500多亿美元去搞这个工程。我在网上查了一下维基百科,里面说的是从64年至73年,总投资高达65亿美元,其中66年是最高的,有12亿美元。我还特地问了一下这方面的朋友,他说可能不止这个数字,另外应该还有一点。但是具体数目到底是多少,他也说不好了。

        你500亿美元的数据我不知道是从哪里来的,我想是不是你看的是整个阿波罗登月计划的投资,那个应该有500亿美元。单单土星5号这一个项目,考虑到当时的币值,500亿美元我觉得是个不太可能的数字。65亿美元就已经是非常吓人的了,那个时候可是在60、70年代啊。

        最后,火箭的固体燃料和液体燃料应该说是各有优点,这方面我不是很了解,说不好。我记得固体燃料最大的优点就是发射准备时间短,这个在弹道导弹上是一项很重要很重要的指标,在火箭发射上应该不是那么重要。
  
        我们国家的确长征2系列、长征3系列用的都是液体的燃料,我记得应该不是你说的 液态煤油加红烟硝酸
的燃料。长征3系列的第三级用的是氢氧发动机,其它(包括长征3系列的一二级和长征2系列)是用偏二甲肼(UDMH)作燃料,四氧化二氮(N2O4)作为助燃剂。这两种燃料我不了解了,说不出优缺点。
   
        但是我们国家并不是没有固体燃料推进的火箭,2003年09月16日在山西省太原卫星发射中心试验的“开拓者”就是固体火箭。长2长3没有用估计是有多方面的考虑,这个也证明了固体燃料和液体燃料各有利弊。现阶段液体燃料可能是一个比较好的选择。

        PS,我仔细查了资料。俄罗斯的质子火箭用的是剧毒的可贮存液体燃料。能源号用的是四台液体助推器和四台液体火箭发动机。阿丽亚娜是在“钻石号”火箭基础上研制的三级液体火箭,它的捆绑式助推火箭有用固体燃料的,也有用液体燃料的。土星5号也是三级火箭,一级采用5台F-1发动机,推进剂为液氧和煤油。第二级长25米,采用液氧液氢推进剂。第三级和土星1B号火箭的第二级相同,用一台大推力J-2液氧液氢发动机。

        所以说,火箭用液体燃料并不落后。

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回复 22楼 的帖子

呵呵,洲际弹道导弹没有必要在文昌发射。它主要是强调突防的性能,只要能顺利突破对方的导弹防御网,载弹量不是问题。

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引用:
原帖由 cgun 于 2009-9-22 11:36 发表


其实单纯论“火箭”的运载能力,美国现在还真没什么拿得出手的。他们的航天飞机依赖症太严重,现在航天飞机快退役了才开始急急忙忙地搞“战神”火箭。
我晕,你这话说的。你没搞清楚航天飞机是做什么用的吧。

航天飞机在外太空的功能非常强大,和飞船比不是同一个档次的。在到大气层内它就只负责降落了。火箭是运载航天飞机的工具。

你不会是把 空天飞机 的概念和 航天飞机 的概念混淆了吧
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