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长征九号重型运载火箭将立项 意义重大

2016-03-03 14:01   浏览:4006 次
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全国政协委员、中国运载火箭技术研究院原党委书记梁小虹3月2日接受新华社记者采访时说,“运载火箭的能力有多大,航天的舞台就有多大。更强的进入空间的能力是探测和利用空间的前提与基础”。目前,我国的重型运载火箭已完成深化论证,如果一系列关键技术实现突破及相关工作进展顺利,15年内有望实现首飞。

“在中国运载火箭技术研究院科研人员的蓝图中,重型运载火箭箭体直径近10米,全箭总长近百米,运载能力是现有火箭运载能力的5倍多,超过正在研制的美国下一代运载火箭(SLS)的运载能力,完全可以满足未来载人月球探测、火星取样返回、太阳系行星探测等多种深空探测任务需求,保障我国在未来宇宙探索和更大更远空间的话语权。”梁小虹说。

要打造这样一个重量级火箭绝非易事。科技人员要解决代表世界一流科研水平的更大推力液氧煤油发动机技术,更大推力液氢液氧发动机技术,更大直径箭体设计、制造、试验技术,以及火箭总体设计这“三大一总”为代表的一系列难题。

“这些前沿技术一旦突破,将能够更好地推动我国新材料、新工艺、新器件、新装备等基础工业跨越式发展,服务我国制造业转型升级、创新发展,助力航天强国战略和‘中国制造2025’落地。”梁小虹说。

 @POCKN绘制的长征九号重型火箭设想图

图:@POCKN绘制的长征九号重型火箭设想图

长征九号的出现

事实上这并非重型运载火箭的首次曝光,2012年梁小虹担任院党委书记时,就在接受采访时首次提到了重型运载火箭的存在,据称这种运载火箭近地轨道运载能力高达上百吨。2012年航天科技集团发布的《2011年度社会责任报告》中,新一代运载火箭型谱图示也出现了长征九号的身影。2012年后,官方媒体多次提到长征九号重型火箭争取立项的报道,进展顺利的话“十三五”期间有望立项研制。

2012年航天科技集团发布的《2011年度社会责任报告》中出现的长征9号

图:2012年航天科技集团发布的《2011年度社会责任报告》中出现的长征9号

长征九号重型火箭的出现绝非偶然,美国启动了重返月球的星座计划并研制战神五号重型火箭,我国启动月球探测工程以后也开始进行载人登月的论证探讨。探月工程第一阶段和第二阶段使用现有的长征三号火箭发射,而第三阶段的取样返回则要使用正在研制、今年即将发射的长征五号大型火箭。月球取样返回任务尚且需要运力比现有火箭提高2倍多长征五号火箭,载人登月需要运力更大的火箭,参照美国的阿波罗的土星五号火箭和星座计划的战神五号火箭,我国长征九号火箭论证初期运力指标也瞄准战神五号的130吨运力。

长征九号的设计

作为中国的战神五号/SLS,长征九号火箭的设计和性能一向是人们关注的热点。早期论证中曾提到研制600吨级液氧煤油发动机和200吨级液氧液氢发动机的报道,甚至提出了使用千吨级固体助推器的方案。龙乐豪院士的论文中,以这三种火箭发动机构成两种组合,其近地轨道运力均为130吨,和战神五号的设计指标相当。

龙乐豪院士的论文中提出了两种二级半火箭构型,其运载能力均为130吨级

图:龙乐豪院士的论文中提出了两种二级半火箭构型,其运载能力均为130吨级

随着论证的深入,结合我国实际需求和技术水平,长征九号的指标有了不小的调整。根据2013年航天科技集团六院院长谭永华发表在《宇航学报》上的论文,我国以载人登月为目标进行了重型火箭的论证,考虑我国航天发展需求、技术保障和工业体系,以及动力型谱发展等因素,最后决定研制500吨级液氧煤油发动机和200吨级液氧液氢发动机,以此为主动力重型运载火箭采用三级半方案,其中4个助推器个采用1台500吨级液氧煤油发动机,一级采用4台500吨级液氧煤油发动机,二级使用2台200吨级液氧液氢发动机,三级采用2台50吨级液氧液氢发动机高空改进型。长征九号重型火箭的起飞推力约为4000吨,起飞质量大约为3000吨,近地轨道运载能力约为100吨。

长征九号的新方案为三级半构型,由于发动机推力下降,近地轨道运力降低到100吨

图:长征九号的新方案为三级半构型,由于发动机推力下降,近地轨道运力降低到100吨

根据今年记者对梁小虹委员的采访,长征九号重型运载火箭箭体直径近10米,火箭全长近百米,运载能力是现有火箭运载能力的5倍多,超过美国正在研制的SLS火箭的运载能力。结合2014年梁委员曾提到重型火箭近地轨道运载能力100吨,通过模块重组可以达到125-130吨的报道,长征九号重型火箭很可能有一个4助推的基本型和一个6助推的增强型。

长征九号的意义

长征九号运载火箭研制的目标,首先是满足未来载人登月任务的需求,此外规划中的火星取样返回任务和(带)外行星探测任务也需要这样的重型运载火箭的参与。航天科技集团五院的钱学森实验室热衷的空间太阳能电站,同样需要使用长征九号这样的重型运载火箭才能发射和组建。

长征五号大型火箭的研制,使我国突破了一批新材料、新工艺和新设备,带动了基础工业的发展,而运载能力大幅度提高的长征九号火箭需要研制世界一流水平的500吨级液氧煤油发动机、200吨级液氧液氢发动机以及超大直径箭体的设计制造和试验技术,对基础工业和前沿技术同样有很大的推动作用,有助于我国的工业水平的的创新和升级。

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