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[原创] 谈一谈火箭运载能力的问题

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中国要在海南文昌建造火箭发射场还真完全不是运输问题。大家要知道,火箭发射离赤道越近,所消耗的能量越小,所以法国干脆把它的卫星发射场放在了它的海外殖民地南美洲的法属圭亚那。
而美国把发射场建在海边确实有部分原因是运输问题。以下就是问题的答案,当然我是04年听我大学同学说过,现在这些内容则是baidu来的
美国航天飞机的火箭推进器,因为这些推进器造好之后是要用火车从工厂运送到发射点,路上要通过一些隧道,而这些隧道的宽度只是比火车轨宽了一点,所以它的尺寸决定于隧道的宽度。美国铁路两条铁轨之间的标准距离是4.85英尺,这个奇怪的标准,究竟是从何而来呢?原来,这是英国的铁路标准,而美国的铁路原先是英国人建的。 为什么英国人用这个标准呢?原来英国的铁路是由建电车轨道的人所设计的,而这个正是电车所用的标准。电车的铁轨标准又是从哪里来的呢?原来最先造电车的人以前是造马车的,而他们是沿用马车的轮宽标准。马车为什么要用这个轮距标准呢?因为如果那时候的马车用任何其他轮距的话,马车的轮子很快会在英国的老路凹陷的路辙上撞坏的。因为这些路上的辙迹的宽度是4.85英尺。这些辙迹又是从何而来的呢?古罗马人所定的。因为在欧洲,长途老路都是由罗马人为他们的军队所铺设的。4.85英尺正是罗马战车的宽度。如果任何人用不同的宽度的轮宽在这些马路上行车的话,他的轮子的寿命都不会长。那么,罗马人为什么以4英尺8.5英寸为战车的轮距宽度呢?原因很简单,这是战车的两匹马屁股的宽度。
火箭助推器宽度(1.435米)=铁轨宽度=电车轮距=马车轮距=战车轮距=两匹马屁股宽度。
这个故事提出一个概念叫路径依赖,也就是说,作为一个标准或者其它什么事情,一开始一个很小的或者可能是很随意的举动,都可能对很多后续的事情和行为标准进行规范,甚至到了不可改变的地步。
路径依赖是诺贝尔经济学奖获得者格拉斯.诺思提出的著名理论。
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楼主分析得比较有道理,运送是一个难题,当然别的方面也有,比如轨道的影响!

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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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中国的“大火箭”项目是要在天津进行的,会不会是在天津制造出来,再运到海南去

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海南那个地方的应该是专门为商业卫星发射而建造的。
感觉美国的一些做法确实值得学习。

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斑竹留言一下,找不到这个帖子了,所以提升一下。

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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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火箭载荷的高低 与技术水平应该是正比关系!
运输途径是个问题 但只是个简单问题 投入一定量的资金 修一条从上海到西昌的宽幅公路 风险性接近于0
那么火箭呢? 美国当年研制土星5号 几十万参与者 500多亿美元的投资(注意几十年前美元币值) 这个成功率有多高、风险有多大 美国人自己恐怕都心里打鼓 技术才是决定成败的关键 这种例子很多 并不只限于火箭方面
技术方面 感觉我们还是落后的
助推级欧美用固体推进剂 优点是燃料效率高 技术可以方便的转移到洲际导弹上
长征的助推级 是液态煤油加红烟硝酸 价格便宜 毒性较低 缺点就是燃料效率低 这是影响载荷的一个主要因素
氢氧发动机我们的水平与西方同样有差距 是另一个因素
技术方面的问题不解决 即使把发射场直接建在赤道上 也是无用功!
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老夫不太懂火箭,不过老夫坚决支持国家建设火箭项目,首先,无论造什么,都比把这些钱拿去公款吃喝了要好,第二,这种大型项目对于巩固领土,发展边疆,刺激经济都是非常有好处的,第三,这种高科技项目可以大大提升中国的科技实力,培养科技人才,中国的文科学生太多了,要理工立国。
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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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