航空航天港

 找回密码
 注册会员

QQ登录

只需一步,快速开始

返回列表
楼主: 高凉陈君
收起左侧

[原创] 二十一世纪中国研制载人登月级火箭最佳的技术路径

  [复制链接]
oaki911 发表于 2018-9-16 03:13 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
3431 发表于 2018-9-16 00:32
你这个方案 又把大氢氧机这个硬骨头变相 降标绕过去了 对以后的发展只有坏处 这种硬骨头必须不打一点折扣 ...

大氢氧不紧迫,大甲烷才符合国际潮流,所以YF-220可以慢慢搞。或者大氢氧YF-220抓紧时间搞,然后衍生出大甲烷,但有图证明YF-220计划很缓慢。
 楼主| 高凉陈君 发表于 2018-9-16 08:16 | 显示全部楼层
那怕是这个“长征5H火箭”未来立项上马的最重要推动力根源都注定不会是为了实施载人登月工程,而是为了发射“GEO轨道航空母舰直播监视卫星”。

从军事防卫斗争的角度进行分析,“美国重防卫弹道导弹、中国重防卫航空母舰”都注定是未来三、四十年内两国的核心军事战略规划支柱。再参考美国哈勃太空望远镜的重量(重达11点6吨),未来要将10至20吨级别重量的重型光学侦察卫星送入GEO轨道,中国研制“长征5H火箭”注定是势在必行的事情。

更重要的还在于哈勃太空望远镜的观察口径只有2点4米,而中科院长光所现在就已经研制成功观测口径达4点2米的巨型光学望远镜镜片。如果未来中国要拿这个东西研制GEO轨道航空母舰直播观测卫星,重量什么也要达20吨以上。

因此,只要中国成功研制出GEO运力达10至20吨级别的中间运力型火箭,走NRHO深空站的路线推进实施中国的载人登月工程完全就是“绰绰有余”的举手之劳。

事实上从冷战时代起,由美国空军“国家侦察局(即著名的NRO)”的发射需求所推动研制的大力神4H火箭——德尔塔4H火箭——火神火箭演进技术路径(完全由军事太空发射需求来“牵引倒逼发展”)就非常保守。

而美国空军NRO“神器”的开发与发射就从来没有缺过钱,国防保命重器的“重要性与绝对优先地位”从来都是压倒一切的。

象著名的德尔塔4H火箭,从研制成功到现在连带上NASA的政府任务才发射不过10多枚,平均每年的发射频率也只能够维持在一到二次的低水平上,从经济性的角度而言完全是一败涂地。但德尔塔4H级别的重型火箭美国国家却绝对不能没有。

这一道理对于今天的中国而言也完全适用。

考虑到今天中国“大海军建设时代”的全面来临,未来中国载人登月工程火箭的研制发展也“大概率”只能够改为去“搭”军事航天发射需求的顺风车了。在可以预见的未来,中国质量最重的高轨道卫星就只能够是“GEO轨道航空母舰全球直播监视卫星(美国的则是NRO的GEO轨道电子侦察卫星,每颗的价格都20亿美元以上)”。

再参考美国空军当年研制大力神4H火箭的“保守风格(立项研制大力神4H火箭时,当年美国政府手上就拥有现成的J2与SSME大型氢氧发动机,但美国空军最后还是选择了LR87大毒发)”,中国未来为了发射10吨以上级别的“GEO轨道航空母舰监视卫星”,也大概率只能够“死啃”长征五号火箭平台来升级改进就了事。

一句话,未来中国中间运力型火箭(即“准巨型火箭”)什么研制,走那一条技术发展演进路线,注定还是只能够取决于“出钱最多的政府部门”。因此当前版本的长征九号火箭研制方案99%的概率就只能够出局。因为当年921工程选择发展路径时“出钱最多的政府部门”的保守行事风格现在不就是明摆着的吗?!至于其它的事情就多说无益了。
ysz 发表于 2018-9-16 22:34 | 显示全部楼层
唉,感觉楼主自我定位不太准确,似乎是把自己放在领导的位置上,指点航天系统的人该如何如何。

即便有真知灼见,这样的态度和语气,也难以让人接受。
oaki911 发表于 2018-9-17 04:59 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
ysz 发表于 2018-9-16 22:34
唉,感觉楼主自我定位不太准确,似乎是把自己放在领导的位置上,指点航天系统的人该如何如何。

即便有真 ...

应该是发改委的航天军迷级局长
joki 发表于 2018-9-17 08:20 | 显示全部楼层
高凉陈君 发表于 2018-9-16 00:15
上文在一年前就已经发表,并且已经成为了历史。

在当前长征九号火箭立项上马前途未卜之际,有感JOKE兄“ ...

初衷不错,但是不太看好这么个改法。
1、这个方案提升运力其实主要是靠增加了2个助推器,以及上面级加大可能带来的相对干质比提升(加太大也不行,会拖高速任务后腿)。芯一级如果加注量不变,发动机*4对运力影响其实是负面的。两相抵消,实际运力理想情况下也只能增加20%左右,离GEO>10的牵引目标还差得很远很远。
2、H2B的核心精髓是搞了个大号的芯一级,一级氢氧加注量提升了70%+,并不是简单的发动机翻翻。相对芯一级的改动,H2B其他部分是保守的、基本没大动(这是进度的保障),不是全面开花上下一起魔改。CZ5如果改一个大号的芯级,这对运输、测试乃至发射平台都是巨大的改动,更不要说还要改6个助推器对于承力结构设计的颠覆性影响。至于直径不改只加长,那样助推器捆绑点匹配不了。
 楼主| 高凉陈君 发表于 2018-9-17 18:14 | 显示全部楼层
YF77氢氧发动机的可靠性问题必须再次引起高度重视

社会需要不同的质疑警醒声音,尽管有时“很刺耳、很难听”。

这几年来,高凉陈君就一再强调长征五号火箭面临的所有“木桶短板”中最明显、最致命的短板就是YF77氢氧发动机持续工作可靠性问题,并一再指出长征五号火箭的研制有必要“主动缩短YF77主芯级的持续工作时间来确保长征五号火箭的发射可靠性(这可不是马后炮,可随时从互联网上搜索我的评论来证明)”。而长征五号遥2火箭的失败证明了YF77氢氧发动机的确存在重大的可靠性隐患,远非一般性的“小修小改”就能够完全彻底解决。

这也是高凉陈君为何力主今天必须要改为使用4台YF77氢氧发动机并联来研制全新的长征五号火箭主芯级的最重要根源。

目前版本的长征5号火箭主芯级的YF77发动机必须要持续工作460秒才能完成飞行任务。如果其他的一切条件都不变,改为使用4台YF77氢氧发动机并联研制长征五号火箭的主芯级之后,YF77发动机的持续工作时间就将会缩短为230秒(美国著名的德尔塔4火箭的主芯级发动机RS68的持续工作时间也不过是259秒而已)。很显然,这就足以极大地提升长征五号主芯级的飞行安全性,可以放心“大用”了。

也完全能够在未来四、五十年的漫长岁月中确保211厂与京11所的长久生存利益。因为在太空探索公司之类商业航天公司迅速崛起之后,氢氧发动机在全球范围内都处于加速衰落的状态之中,美国著名的洛克达因公司未来也只能够指望RL10系列上面级氢氧发动机来残喘了。

当然,在YF77主芯级的持续工作时间缩短为230秒之后,“一级半”构型当然就无法发射LEO任务了。但走H2A、H2B与H3火箭的技术演进路线,改为“二级半”构型通杀LEO、SSO、GTO与LTO发射任务也非常方便容易。

如果嫌弃目前版本的并联2台YF75D氢氧发动机的上面级“推重比”太低,没有使用价值,那么可以改为使用4台YF75D并联来研制全新的重型上面级,反正当前版本的长征五号火箭主芯级的氧箱也是5米直径的,缩短下长度就可以直接用于建造“重型上面级”了。因此高凉陈君认为使用4台YF75D氢氧发动机研制全新的“重型上面级”的难度非常小,因为YF75D发动机、5米直径氢箱、5米直径氧箱都是现成的产品。

现在最重要的问题就是助推器捆绑的“结构受力问题”,由于目前版本的长征五号火箭采用“助推器承力方案”,JOKI兄认为改为捆绑6枚3点35米煤油助推器后恐怕主芯级结构承受不了(具体情况还有待专家们来专业论证)。

如果目前版本的长征五号火箭真的存在这一重大缺憾的话(即不能够因为发射任务的不同而自由选择切换2枚助推器、4枚助推器与6枚助推器的捆绑方案),那么目前版本的长征五号火箭主芯级设计方案根本就没有再存在下去的必要了。

因为日本未来的H3火箭与美国当前的德尔塔4火箭都拥有随着发射任务的不同而自由切换选择捆绑2枚、4枚与6枚助推器的能力,并由此形成更大的运载能力覆盖区间。而中国目前版本的长征五号火箭却由于采用了“助推器承力方案”,因此无法拥有捆绑6枚助推器的能力。那么就应该直接干脆利落、一了百了“推倒重来”就了事,之后再彻底改为美国德尔塔4与日本H3火箭相同的“主芯级承力方案”,未来也可以因发射任务的不同而直接在捆绑2枚、4枚与6枚3点35米煤油助推器之间自由切换,以增加长征五号H型火箭的“任务适应性”。并由此将“长征五号H型”火箭的LEO、SSO、GTO与LTO运载能力覆盖区间大大扩展。

反正改进后的YF77主芯级也只持续工作230秒,主芯级箭体结构改进升级加固后那怕增重2吨都还可以接受,因为YF77主芯级持续工作230秒后就早早被抛弃掉了,对火箭总体运力的影响程度相当有限。

与之相反,YF77氢氧发动机的“可靠性增长工程”的推进就远非一朝一夕之功了,这要比解决长征五号火箭箭体结构的强度不足问题绝对要困难得多。

箭体强度不够只要不怕超重(都计划捆绑6枚3点35米助推器了,新长征五号火箭的主芯级结构那怕再超重两、三吨也一样能够确保LEO运力25吨的“关键节点”完全能够实现,“面多加水、水多加面”也是没有办法的办法),通过“堆材料”解决起来就很多容易。

但YF77氢氧发动机的持续工作可靠性不够,就必须要从“基础工业材料与基本生产制造工艺”等等方面从根源上来着手进行解决,这就极端考验中国基础工业部门的“功力”,已经远远不是通过堆材料就能够彻底解决的“老大难”问题了。

而要让YF77氢氧发动机在实际的飞行中“高可靠性”地实现持续工作460秒的“初始设计目标”,高凉陈君认为中国航天工业界还有大量的工作要去做。如多次连续成功通过1000秒(乃至1500秒)“地面持续长程工作试车考核”,整个YF77氢氧发动机项目的地面累积试车工作时间提升到90000秒以上的程度(即欧洲阿里安五火箭火神1氢氧发动机当年的研制试车累积标准)。

不要再认为这样做“没有必要”了,长征五号遥2火箭的发射失败就是最重大的理由。

至于冷战神器RD0120氢氧发动机高达170000秒与SSME氢氧发动机高达110000秒(另有数据说SSME氢氧发动机当年的地面累积试车时间高达300000秒以上)的地面累积试车时间,对于今天的中国航天界而言就只能够“高山止仰”了。

坦率而言,那怕经过了长征五号遥2火箭发射失败后的大改进,高凉陈君依旧认为YF77氢氧发动机始终还是长征五号火箭最重大与最致命的一块“短板”。

参考日本H2火箭当年的抛弃结局。如果未来遥3、遥4、遥5乃至遥10,只要再有一枚长征五号火箭的主芯级的YF77氢氧发动机在实际飞行过程中出现故障而导致发射失败,那么当前版本的长征五号火箭设计方案彻底推倒重来就注定是不可回避的命运决择。

就当前的局面来分析,YF77氢氧发动机始终是中国长征五号火箭项目最重大的一块“软胁”,没有之一。

因为中国基础工业部门(由其是材料工业部门)与世界发达国家的巨大差距,远非“一朝一夕”之功就能够彻底解决得了。参考三一重工与中联重科的水泥泵车,其卡车平台就绝大部分选择使用“高可靠性”的奔驰、曼、斯堪尼亚与日野、五十铃的高档卡车平台。懂得的人自然懂,多说无益。

这也是高凉陈君为何一再呼吁必须缩短长征五号火箭YF77主芯级氢氧发动机的持续飞行工作时间的最重要根源。毕竟才仅仅投入实际使用4台YF77氢氧发动机,就在346秒时失效毁坏了1台发动机,并导致高达10亿美元的巨大国家财产损失。这种可怕的故障“概率”绝对是灾难性的大问题。这一隐患问题一日不能够从根源上彻底解决,就没人能够对长征五号火箭的未来抱有“足够的信心”。

陈天(高凉陈君)

2018年9月17日



hsq0596 发表于 2018-9-18 11:01 | 显示全部楼层
joki 发表于 2018-9-17 08:20
初衷不错,但是不太看好这么个改法。
1、这个方案提升运力其实主要是靠增加了2个助推器,以及上面级加大 ...

问个问题,多喷管型发动机能不能通过关闭一半的喷管使得在室压、比冲不变的情况下实现50%节流?
joki 发表于 2018-9-18 11:13 | 显示全部楼层
hsq0596 发表于 2018-9-18 11:01
问个问题,多喷管型发动机能不能通过关闭一半的喷管使得在室压、比冲不变的情况下实现50%节流?

目前没看到过这种节流模式,不确定。关了一半,不对称推力姿控恐怕是个问题。不知道双室发动机双发并联各关一个行不行。@歼击风
 楼主| 高凉陈君 发表于 2018-9-18 19:56 | 显示全部楼层
长征五号遥2火箭已经以自身的失败向世人证明了并联2台发动机研制主芯级的火箭方案,的确存在重大的“先天性”技术缺憾漏洞。

在长征五号火箭研制之前,并联2台发动机来研制主芯级的著名火箭(不知名、没有代表性的火箭就没必要去寻找了)全球就只有美国的大力神系列一款火箭(安塔纳斯2号、长征7号与H2B火箭则是长征五号技术方案冻结之后才出现的同时代产物)。而其它的火箭主芯级要么是“单芯版(联盟、德尔塔2、H2、H2A、阿里安五等等)”方案,要么是“4芯版(长征二号家族、阿里安四号家族、能源火箭)”方案,要么就是“更多芯版本(土星5火箭并联5台发动机、质子火箭则并联6台发动机、土星1B火箭则直接就并联了8台发动机)”的方案。

但由于美国大力神系列火箭所用的LR87肼燃料发动机的持续工作时间只有区区的150秒,加之LR87之类使用肼燃料自燃推进剂的发动机的先天可靠又极高。因此地球上的科学家们都无意中就忽视了“2芯版”火箭所具有的重大先天性技术缺憾漏洞。

那就是只要2芯版火箭在起飞过程的初期与中期,只要有1台主芯级发动机失效停机熄火,那怕另一台主芯级发动机工作正常,火箭也一样无法成功进入LEO轨道(至于GTO轨道就更加不可能了)。因为2芯版火箭只要其中的一台发动机停机失效后,火箭的姿态滚转控制就立即变得极其困难。

同样,一旦火箭的其中一台发动机又恰恰好是在火箭发射的初期与中期失效熄火停机,如果火箭还飞行于地球稠密大气层之内(而在LEO轨道之外,即速度已经达到第一宇宙速度,无需再担心重力影响后则要好办得多,只要姿态控制没出问题就完全还可以挽救),由于火箭推重比已经小于1,那怕另一台发动机依旧正常工作,姿态也能够正常控制,但火箭已经无力维持正常飞行高度,此次发射最后也注定要彻底失败。

也就是说2芯版火箭的“安全冗余度”其实比单芯版火箭还要低,失败的风险直接就增加了一倍。

如果说“单芯版”火箭发射失败的最高风险是100%,那么“2芯版”火箭发射失败的最高风险直接就上升一倍达到200%。即任何一台发动机在发射过程中出现故障并停机,火箭的发射都要面临完全失败的巨大风险。

因此主芯级火箭要想获得足够理想的安全“冗余度”,在设计时就必须要采用至少“4芯版(即至少要并联4台发动机)”乃至以上(即5芯、6芯、7芯乃至9芯等等)的技术方案。美国太空探索公司的猎鹰9火箭就直接采用9芯版方案,在实际发射过程中也发生过失败停机1台发动机,但火箭也依旧发射成功的真实案例。

很显然,长征五号遥2火箭就恰恰成为这一重大先天性技术缺憾漏洞的“经典性”全球验证牺牲品。而且也一下子就将美国的安塔纳斯2号、中国的长征7号与日本的H2B火箭所蕴藏的同样安全隐患一同暴露于全球聚光灯之下。

当然,由于长征7号火箭主芯级的YF100发动机只持续工作180秒与H2B火箭的LE7A发动机也只持续工作352秒,均要远远小于长征五号主芯级YF77发动机的480秒。这一重大先天性缺憾才暂时没有象长征五号火箭显示的那么致命而已。

但高凉陈君认为,经过了中国长征五号遥2火箭此一番彻底失败的探索折腾。未来地球人类火箭的“2芯版”主芯级构型方案将会受到空前严峻的质疑与批判。

象美国ULA公司新规划的火神火箭与日本H3火箭,其主芯级构型方案如果不“推倒重来”,日后再次发生今天“中国长征五号遥2火箭式”失败的悲剧就注定是时间迟早的问题。毕竟“2芯版”火箭的这一重大技术缺憾漏洞是真正由“娘胎里”带来的,是完全先天性的。只要火箭的主芯级有一台发动机发生故障,并关机熄火,由其是在发射的初期与中期阶段,此一次发射就必败无疑(这已经成为“2芯版”火箭的致命性通病)。

因为长征五号遥2火箭在起飞320秒后,由于一台YF77发动机完全熄火停机,火箭依旧“星箭俱毁”。也就是说长征五号遥2火箭用生命亲自验证了“2芯版”火箭在起飞工作预定的总时间高达66%的阶段之前,只要有一台发动机熄火停机,火箭的发射也注定要完全失败。

当然,也有分析师认为,如果此一次长征五号遥2火箭其中的一台YF77发动机在持续工作达400秒之后才发生故障与熄火停机,长征五号火箭还存在挽救回来的极大可能(而高凉陈君认为姿态控制能力还有待考验,如果姿态控制失败,主芯级其中一台YF77发动机那怕就算在持续工作飞行了440秒之后因故障熄火停机,长征五号火箭也一样无法挽救回来)。但在400秒之前主芯级只要有一台YF77发动机熄火停机,都难逃彻底失败的命运。即极限尽顶,“2芯版”火箭容忍其中一台发动机熄火停机的安全“冗余度”,也只有主芯级最后飞行时段的区区10%左右;而在此之前的90%时间段,只要有一台发动机因故障停机熄火,就注定要“一败完败”。

因此长征五号、安塔纳斯2号、长征7号与H2B这4款现成火箭极有可能将是地球人类社会最后的4款“2芯版”主芯级化学推进火箭。而未来地球人类社会的化学火箭要么是“1芯版”方案,要么至少是“4芯版”以上方案(含“4芯版”本身)。

此文写于2017年8月3日,2芯版火箭的这个“先天性”大BUG的浮现,也令人非常担心未来长征五号火箭的未来安全隐患。这也是我为何为主中国要改为研制4芯版新长征五号火箭的重要原因。
 楼主| 高凉陈君 发表于 2018-9-18 21:21 | 显示全部楼层
同为“2芯级”的氢氧发动机火箭。

日本H2B火箭主芯级的LE7A发动机的持续工作时间为352秒。

而中国长征五号火箭主芯级的YF77发动机的持续工作时间却要高达460秒。

长征五号遥2火箭主芯级其中一台的YF77发动机就是在持续工作了346秒之后才熄火停机的。

如果长征五号火箭主芯级的YF77氢氧发动机也象日本H2B火箭的LE7A发动机那样,也只要持续工作352秒就可以完成实际的飞行任务,那么长征五号遥2火箭其中一台的YF77发动机实际上就变为“仅仅”提前6秒时间关机而已。

一旦如此,长征五号遥2火箭就拥有99%的概率取得发射的“完满成功”了。

事实上高凉陈君很早前就有一个想法,那就是目前版本的长征五号火箭的2芯版方案依旧不变,但改为加注更少的燃料(即仅仅加注三分之二的燃料),这样YF77发动机的持续工作时间将缩小为310秒,这将能够极大地提升长征五号飞行的可靠性。

这样在捆绑4枚3点35米助推器的情况下GTO运力也完全能够达到9吨的水平,单星发射下东方红五平台的通讯卫星也完全足以胜任了。

至于要发射中国的22吨级的“天宫空间站的舱段平台”,那么就同样改为走日本H2B火箭的路径,即改变为“二级半”进入LEO轨道。如此就特别研制6枚“特别加固版的YF75D氢氧上面级”,即让YF75D上面级的结构强度足够承担起22吨的“空间站核心舱”的发射就了事。

反正天宫空间站的舱段平台也就那么几个而已,“特制”一批加强版的YF75D上面级也用不了几个钱,这样长征五号火箭主芯级的YF77发动机那怕就只能够工作区区的310秒,走“二级半”的技术路径也一样能够实现LEO运力23吨的“重大任务节点”。

这样的“降级版(即主芯级只能够工作310秒)”长征五号火箭先生产制造15枚,再在实际的发射使用过程中“慢慢摸清”YF77发动机的隐患底细与“工作可靠性边界”。之后再走美国太空探索公司研制猎鹰9火箭“小批量生产、快速迭代升级改进”的技术路径,之后再一步步实现“完全版(即主芯级最后实现持续工作460秒的设计目标”长征五号火箭的总体研制目标。

否则,长征五号火箭的研制指望要“毕其功于一役”,未来象天宫号空间站的核心舱与实验舱这样的“高价值载荷”一旦发射失败,后果将不堪设想。


 楼主| 高凉陈君 发表于 2018-9-20 19:15 | 显示全部楼层
阿波罗时代的明珠洛克达因火箭发动机公司的衰落回顾

      眼看阿波罗时代研制出土星五火箭巨型F1煤油发动机与航天飞机SSME巨型氢氧发动机的美国洛克达因公司逐渐走向衰亡,感概良多。现在就进行一番分析,不足之处就请各位读者多多批评指正。

      第一节,没有成功介入运载火箭下游开发领域,最后完全丧失自己的生存基本盘。
      
      美国的洛克达因公司是全球著名的火箭发动机生产商。但随着蓝色起源与太空探索公司之类私人企业也开始全力介入火箭发动机研制生产领域,洛克达因公司的前途突然间就开始飘忽渺茫起来。

      在中型火箭发动机领域,由于猎鹰9与轨道科学公司的“安塔纳斯”火箭崛起,洛克达因公司的RS27煤油发动机由于德尔塔2火箭的停产也跟着不得不停产。

其实RS27发动机的推力也有90多吨,并联4台用于生产轨道科学公司的安塔纳斯火箭第一级完全没有问题。可是洛克达因在德尔塔2火箭停产后始终没有抓住轨道科学公司这一新的大主顾,结果轨道科学公司反而去大量进口俄罗斯的煤油发动机来生产新火箭。

至于马斯克的太空探索公司,其从创立之始就决心自产火箭发动机,这与洛克达因公司就构成了直接竞争关系。问题的悲剧是洛克达因尽管在火箭发动机生产领域威名远扬,但自己却不是下游火箭生产商,只要波音、洛马等火箭生产商决定不再采用自己的火箭发动机,洛克达因公司就只有死路一条。

因此洛克达因公司在其辉煌的时候没有主动介入运载火箭生产终端市场就为自己今天的衰亡埋下了伏笔。由于火箭发动机是否采用完全不掌握于洛克达因自己的手上,洛克达因公司的生死存亡就完全仰息由人。象德尔塔2火箭那样成熟的产品,只要价格足够便宜,美国NASA与国防部没有任何理由不继续采购,问题是联合发射同盟公司认为“降价不值”,就直接放弃德尔塔2火箭的生产线,丝毫不顾及洛克达因公司的生存困局。

而现在,联合发射同盟为了应对太空探索公司的猎鹰9与猎鹰9H火箭的激烈竞争,又正在计划开发基于蓝色起源BE4发动机的新火箭,并计划日后使用新火箭完全取代目前的两款EELV火箭。结果联合发射同盟公司在新火箭发动机采购上再次抛弃洛克达因公司。

如果德尔塔四火箭也停产,从阿波罗时代起就辉煌的洛克达因公司将完全被驱逐出大型火箭发动机的商业生产领域,甚至连自身的持续生存也变得岌岌可危。因为德尔塔四火箭主芯级的RS68氢氧发动机就是由洛克达因生产的;如果RS68也停产,未来洛克达因在大型火箭发动机生产领域的“基本盘”就只有SLS火箭的RS25了。但由于SLS火箭的发射频率很底,目前产量规划最乐观也只能达到一年一枚的水平。而以每年一枚SLS火箭的产量,RS25发动机的需求量只有4台,这让洛克达因未来如何“可持续生存发展”?!

洛克达因今天的困局与当年诺基亚放弃自己的手机操作系统转而使用微软的手机操作系统一样,最后只能够落得个仰息由人的悲惨命运。火箭工业尽管有其特殊性,封闭程度很高,但始终也要尊从工业生产的一般性运行规律。洛克达因由于始终无法进入终端火箭生产领域,始终没有打造自己的运载火箭品牌,结果最后就只能够任由火箭生产商来宰割。

如果当年洛克达因能够收购通用动力公司抛售的宇宙神火箭生产线(最后是洛克希德公司收购成功),再打造成火箭生产领域的上下游一体化企业,拥有了自己的火箭终端生产“基本盘”。那么就绝对容不得后来洛克希德为了“省钱”直接进口俄罗斯的RD180煤油发动机来生产宇宙神3、宇宙神5等改进型火箭。“我的地盘我作主”,洛克达因公司完全可以基于自己的F1巨型煤油发动机平台,升级研制出一款“缩小版改进型F1发动机(推力500吨级左右)”来生产宇宙神五火箭的主芯级。

只可惜当年的洛克达因反而被波音公司收购,尽管最后在波音公司的帮助下也研制出RS68氢氧发动机来生产德尔塔4火箭的主芯级,但却不幸“引狼入室”,让俄罗斯RD180发动机从此成功挤入了美国市场。今天更为可惜的是,波音与洛马后来为了“垄断”美国政府发射市场,最后成立了“联合发射同盟”,而这个联合发射同盟为了应对太空探索公司的竞争,最后又一次将洛克达因公司出卖,因为联合发射同盟公司的新火箭就决心改为使用蓝色起源公司的BE4甲烷发动机来研制主芯级。

第二节,“小富即安”麻木了洛克达因公司的市场应变生存能力。

在商业市场中从来不缺乏技术一流但市场应变能力不足,最后不得不走向灭亡的公司。尽管火箭生产领域相当“封闭”,远远没有汽车与消费电子工业那样高度市场化与竞争激烈;但随着人类技术的持续进步,火箭生产领域也逐渐走下神坛,也不得不进入高度竞争的开放市场环境。美国的太空探索公司就是一个如此的“破局者”。

面对太空探索公司咄咄逼人的竞争态势,洛克达因公司也完全不是没有成功的反击希望,最明显的失误就是为何不将德尔塔2火箭所使用的成熟RS27煤油发动机大降价,并在美国市场上进行“大倾销、大抛售”?!反正RS27发动机已经持续生产了几十年,研发成本早就“捞回来”了。因此只要能够赚回生产成本洛克达因公司就抛售出卖,如此又何惧太空探索公司的“梅林”煤油发动机竞争之理?!

因为与太空探索公司同时一起进入商业发射市场的企业还有很多,轨道科学公司就是其中一个。与太空探索公司决心“上下游通吃”不同,轨道科学公司只乐于做一个火箭“集成商”,并没有介入液体火箭发动机生产领域的意图。如果洛克达因公司当年市场应变能力敏锐,立即就将成熟的RS27发动机向商业火箭生产市场进行“大倾销、大抛售”,即以“成本价”向轨道科学之类新火箭生产商大量提供成熟的RS27煤油发动机。那么轨道科学公司就断然不会不购买国产“新鲜出炉”的便宜RS27转而进口俄罗斯库存了几十年的老旧NK33发动机之理。

同样,洛克达因当年也白白错过了向国际市场上倾销RS27煤油发动机的大好机会。象美国的盟友韩国,在研制“罗老”火箭时就进口了俄罗斯的RD190发动机。以洛克达因公司与美国政府“高度亲密”的关系,完全可以向韩国(甚至欧盟、日本)“强卖”RS27煤油发动机,以“割盟友的肉、吸盟友的血”来继续维持洛克达因RS27火箭发动机生产线的持续运转。

事实上汽车厂商在下游产业链竞争中逐渐失利后,转型为“专业汽车发动机生产商”的例子国际商业市场上就有很多,日本的三凌汽车就是如此。三凌在中国汽车终端市场竞争中已经逐渐失败,但三凌的汽车发动机在中国汽车产业链中还依旧占据着重要的地位,其4G系列发动机在中国汽车产业中就得到极为广泛的使用,年产量也很大。

而洛克达因公司其实也可以走三凌汽车的路子,即自己本身不生产火箭,无法直接“狙击”马斯克的猎鹰9火箭;但改为向美国市场倾销高度成熟的RS27煤油发动机来“扶持”其它的中小型新锐火箭生产企业来与太空探索公司竞争(如轨道科学公司等等)。这样全力“做烂”美国火箭发动机市场,只要能够维持RS27发动机生产线正常运转,就算以“白菜价”也要大抛卖,这什么也要比今天不得不彻底停止RS27发动机生产线运转,不得不进行大裁员要好得多。

      第三节,洛克达因企业文化中没有自己独立的人格意识最终害了自己。

      当然,洛克达因的企业文化没有自己独立的人格意识也最终害了自己。终观洛克达因公司到现在为止的生涯,从母公司北美航空分离出来后(原始洛克达因是北美航空创立的一个分部),要么就依赖于美国政府为生,要么就依赖于波音或者普惠等大公司为生。就是不追求实现独立上市、独立自主为生,结果被大企业们“买来卖去”,真正是一个“二奶命”。因此最后“年老色衰”,被联合发射同盟这个大主顾一脚踢出门外也是注定的悲剧命运。

      但美国市场上也不完全是大公司大企业的独霸天堂,不要说现在雄心勃勃的新锐太空探索公司,历史更为悠久的轨道科学公司也能够在洛马波音等大公司横行垄断的狭缝中顽强地生存到今天,也一样兴旺发达。但洛克达因公司自始至终就是缺乏足够的“独立性”,并敢于独自面对残酷的商业竞争市场,完全安于沦落为大公司的附庸,这也与其今天的逐渐衰亡密不可分。

       坦率而言,从联合发射同盟开始抛弃德尔塔2火箭,并导致到洛克达因公司的RS27煤油发动机不得不停产时,洛克达因就应该切身感受到重大安全威胁了。因为从此时开始洛克达因就应该明白自己的利益与大公司的利益发生冲突时,大公司是毫不犹豫就会放弃洛克达因的利益而维护自己的利益的。因此从德尔塔2火箭停产开始,洛克达因如果能够立即充分意识到自己的未来安全困局,能够敢于从联合发射同盟的影响势力下迅速独立出来,决心自主生存。那么在EELV火箭刚刚成熟量产之时,洛克达因从此走向上市独立也还能够获得充足的回旋发展空间。

原因就是在蓝色起源与太空探索公司刚刚崛起时,洛克达因尽管丢失了宇宙神五火箭主芯级发动机的市场,但德尔塔四火箭主芯级还要使用洛克达因的RS68氢氧发动机。如果洛克达因此时就决心独立自主,联合发射同盟公司也不敢全面制裁洛克达因,毕竟RS68还要依赖洛克达因来生产供应。

如果从德尔塔2火箭停产之日开始,洛克达因公司来个“管理层收购”,从大公司中彻底独立出来,之后再自主向美国市场大量“倾销”RS27煤油发动机,全力“狙击”太空探索公司,那么只要能够成功抢到轨道科学公司“安塔纳斯”主芯级的发动机大单,洛克达因的未来生存就不会再任由联合发射同盟来主宰,仰息由人了。

同样,洛克达因独立上市融资之后,也能够有充足的资金自行推进F1巨型煤油发动机的商业化复产运营。就凭借着土星五火箭主发动机的鼎鼎大名,在资本市场上F1发动机的商业化复产也一样能够从华尔街融到大量资金。F1复产之后,再象RS27那样全力推向商业火箭市场来与蓝色起源的BE4、太空探索公司的大型甲烷发动机竞争,说不定今天联合发射同盟也会来购买洛克达因公司的改进型F1发动机来生产全新的大型火箭也未定。

 楼主| 高凉陈君 发表于 2018-9-20 19:21 | 显示全部楼层
第四节,洛克达因转型的时间窗口只有余下五六年,与期在沉默中死亡不如立即独立上市放手一搏。

从阿波罗时代起,洛克达因做政府或者大企业的“二奶”已经有几十年了。但随着
联合发射同盟公司现在决心抛弃德尔塔四火箭改为研制基于BE4发动机平台的新火箭来“一统终结”两款EELV火箭同时生产运营的目标。洛克达因再不挣扎图存,一旦未来蓝色起源的BE4发动机大量投产,其历史命运走向彻底终结就是注定的结局。
     
     毕竟未来SLS火箭的年产量实在是太低了,洛克达因失去了德尔塔四这个今天仅存的大市场后,再想依赖SLS火箭是注定无法实现长久可持续发展的。而且洛克达因的另一个支柱产品RL10低温上面级发动机联合发射同盟也计划抛弃掉。

大型氢氧发动机由于运营与生产的技术要求更高,在高度讲求经济效益的商业火箭生产领域根本没有出路,完全竞争不过煤油之类烃燃料发动机。因此现在蓝色起源、太空探索公司等新锐航天企业都将煤油甲烷之类运营与生产技术要求更低的发动机作为自己的核心动力发展方向。由其是太空探索公司的猎鹰9就已经在商业发射市场上大获成功。而洛克达因未来要想大翻身,复产RS27与F1,全力向商业航天市场“大倾销”才是唯一的可行出路。目前离蓝色起源的BE4发动机离装箭试飞还有五、六年时间,如果洛克达因能够从华尔街资本市场融到20亿美元,就能够自行成功重启RS27与F1煤油发动机的生产线,就不必“坐等乞求”联合发射同盟或者美国政府的投资来重启生产线。

     只要RS27与F1发动机复产成功,并实现“商业化”运营销售,那么就能够成功刺激轨道科学公司之类不准备自产火箭发动机的中小型航天公司来洛克达因购买“货架”产品而不是要远到俄罗斯去进口RD180与RD190系列火箭发动机。这就为洛克达因未来继续留在美国大型火箭发动机生产领域打下最坚实的基础。

随着商业化航天时代的到来,洛克达因公司的F1巨型煤油机也能够向欧盟、日本等美国盟友国家出口。由其是日本,洛克达因完全可以借助美国政府的力量“压逼”日本政府必须进口或者引入F1煤油发动机来生产下一代火箭;目的就是要将美国几十年前的F1发动机生产技术再向日本“强卖一次”,“割日本的肉”,能够收回个十亿八亿美元都好过放在洛克达因的档案室里白白烂掉合算。

同样,无论出口欧盟日本还是专注于美国市场,只要能够持续扩大F1巨型发动机在商业火箭市场的使用范围,一旦年产量达到二、三十台的规模,洛克达因公司的生存就能够完全摆脱美国政府任务的“包养”,从而确保自己有能力长久地独立可持续地生存发展下去。毕竟未来SLS火箭每年的发射量多极就是两枚,8台RS25大型氢氧发动机的生产量远远不够维持洛克达因几千名职工干部的长久饭碗问题。因此复产RS27与F1煤油发动机是洛克达因公司未来要想在“商业化火箭市场”长久生存下去的唯一自救出路。

第五节,洛克达因是“美国国企病”爆发的典型代表

“坐、拿、等、要”是全球国企病的典型特征,尽管美国没有苏联中国式的“国有企业”,但由于洛克达因公司坐拥火箭发动机这个特殊又“封闭”的军工行业,又长期一家独大,在美国国内也根本没有强大竞争对手(美国航空喷气发动机公司在巨型液体发动机领域没有现成产品),因此在特殊的环境下也养成了“国企病”,而且比中国俄罗斯相同类型的火箭发动机生产企业“病得”还要严重得多。

中国的火箭发动机生产企业六院在改革开放时期为了生存,也与其它的中国军工企业一样形成了大力介入“第三产业”的传统特点。航天六院在民用产品市场如泵业、液压叉车等等行业都有相当影响力。原因就是六院那几万职工干部也必须要在改革开放的大潮中吃饱饭,单纯依赖计划经济时期那少量的导弹与运载火箭产品,要长久养活六院那几万人真的很难。因此改革开放后六院也不得不主动到民品市场去“觅食”。

同样,俄罗斯的火箭发动机生产企业在苏联解体后,迫于生存压力也积极到全球市场去开拓业务。只不过俄罗斯火箭发动机企业不象中国的六院那样改为大力发展民用产品,而是与火箭生产企业捆绑在一起共同去开拓商业发射市场,结果俄罗斯的质子与联盟火箭都在全球商业发射市场上捞得不错,年均发射量都很大。大河有水小河满,结果俄罗斯的火箭发动机企业也能够在冷战后艰难的“转型”时期顽强地生存下来。而且俄罗斯火箭发动机企业的产品,如RD180等也成功地打入美国市场。

但作为美国的核心火箭发动机生产商,冷战后洛克达因公司由于有美国政府“养着”,不仅没有发挥其在液体传动方面的“行业优势”象中国六院那样大力去发展液压叉车、泵业,高压氧舱之类民用产品;在商业火箭发射市场由于波音洛马“大鸡不食细米”,洛克达因公司也无能为力。尽管自己的F1、SSME、RL10与RS27、RS68之类产品也高度成熟,但奈何波音洛马不为商业发射市场的“蝇头小利”所动,专吃美国政府这个“大户”;结果洛克达因公司也只能够坐视全球商业卫星发射市场的丧失,任由俄罗斯与欧盟的质子、联盟、阿里安火箭们称王称霸,莫能奈何。

不仅如此,美国在商业发射市场的长期缺失,反而引来太空探索公司之类新“冒险家”的入侵蚕食,最后连波音洛马共同组建的联合发射联盟公司也逐渐抵抗不住。结果洛克达因又被财大气粗的联合发射联盟公司当作替死鬼轻易地抛弃掉,转而去购买蓝色起源公司运营更便宜经济的BE4发动机来研制自己的下一代火箭。

一句话,这就是“生于忧患死于安乐”。

洛克达因如果早早就处于中国六院与俄罗斯机械科研生产联合体那样的恶劣生存环境之中,不主动转型就将注定要饿死,洛克达因公司就断然不会沦落到今天这般落迫的地步。但由于冷战结束后美国政府还能够“养活”洛克达因公司,RL10低温上面级发动机一台3800万美元就一台3800万美元,航天飞机SSME主发动机每台每次维护费用1500万美元就1500美元,J2X巨型低温上面级发动机首笔研制预算要12亿美元就12亿美元。反正美国有的是钱,“无所谓”,结果美国政府的大方慷慨反而“养肥养傻”了洛克达因公司,一旦后来金融危机来临,奥巴马政府砍掉了战神一与战神五火箭研制计划,并大力扶持太空探索之类“商业航天企业”。联合发射同盟公司一见环境不妙立即“走为上计”,迅速抛弃要价高昂的洛克达因改而购买蓝色起源生产的运营成本更低的BE4发动机。洛克达因失去联合发射同盟这个大主顾之后,未来发展前景就立即全面灰暗下来。

总结,一旦无法转型成功,破产就是洛克达因公司的必然命运结局。

近年来美国破产企业中柯达公司的倒下是最为轰动与经典的MBA商业案例,一个跟不上时代发展潮流的公司最后走向灭亡就是根本无法回避的注定结局。

面对商业航天时代的汹涌大潮,洛克达因公司如果再抱残守缺、不思改变,步柯达公司破产的后尘就无法避免。在商业化航天市场,是否拥有最先进的火箭发动机生产研制技术并不重要,但产品一定要足够便宜与可靠,能够找到充足的商业使用客户,这样企业才能够长久生存下去。而洛克达因公司的发动机产品技术领先全球,但价格高昂,就注定无法竞争得过太空探索与蓝色起源之类新锐公司的便宜产品。

洛克达因并不是不曾想方设法转型过,研制更便宜的RS68氢氧发动机就是一次努力尝试,问题是做得还远远不够。氢氧火箭天生高昂的运营经济成本并不会因为RS68发动机的研制成功而便宜多少,德尔塔四火箭在现实中也竞争不过使用进口RD180煤油发动机的宇宙神五火箭,年均发射量就远远落后于宇宙神五火箭。而联合发射联盟的新一代“低成本”火箭更干脆改为使用BE4甲烷发动机,太空探索公司与轨道科学公司的新火箭主芯级也一样不是使用氢氧发动机的“高大上”产物。

因此,如果洛克达因在研制EELV火箭主芯级发动机时不是“点错科技树”,是复活土星五时代的F1巨型煤油火箭发动机而不是研制RS68巨型氢氧发动机,从而主动适应冷战结束后全球追求低成本的空间发射市场趋势,那么今天洛克达因公司全面走向衰落的危机困局就根本不会存在。

坦率而言,洛克达因已经错过了很多的转型机会,而今天余下的转型窗口时间只剩下不过五六年时间了。如果在联合发射同盟的新火箭研制成功之前,洛克达因公司还不能全面复活F1与RS27煤油发动机生产线,并成功找到充足的下游客户,洛克达因这个阿波罗时代的明珠就无可挽回地要走到生命的尽头。这是一个不进则退的竞争时代,在此也希望中国的航天发动机生产企业也能够从洛克达因公司的衰落轨迹中吸取到足够的教训,少走弯路,以获得更为恒久的未来持续发展空间。

陈天(高凉陈君)

于广东茂名

2015-1-22(第二次重新整理)


本文写于三年之前,今天的中国运载火箭研究院就是中国的ULA,航天六院就是中国的洛克达因公司,而蓝箭则就是中国的太空探索公司。在商业航天发展的大潮势不可挡的今时今日,航天六院是时候摆脱“火箭院”自己单飞的时候了。

否则美国洛克达因今天的下场就是中国航天六院明天的下场。

本文也是专门写给中国航天科技集团公司(由其是航天六院)看的,随着中国蓝箭与其80吨甲烷机(包括中国其他商业航天企业)的快速崛起,中国航天科技公司乃其下属的航天六院未来的生存危机正在日益显现。强大如当年美国的洛克达恩公司也有今天落迫的时候,希望日后航天科技公司与航天六院不存在下岗大失业的那一天。

面对商业航天时代的快速来临,中国航天科技公司剩下的垄断独霸时间已经不多了,再不迅速转变商业思维方式,今天美国ULA公司大衰落的命运结局就是中国航天科技公司明天的必然命运。

在未来50年时间内,LEO运力25吨(发射近地空间站舱段平台)、GEO运力10吨(发射GEO轨道航空母舰全球直播监视卫星)与LTO运力20吨(发射中国载人登月舱段平台)这三大“关键运力市场节点”,中国航天科技公司旗下的运载火箭一旦不能够牢牢地守住的话,其未来发射前景注定要一片灰暗。

 楼主| 高凉陈君 发表于 2018-9-21 00:09 | 显示全部楼层
追求LEO任务一级半入轨方案是长征五号火箭研制项目的致命陷阱

有感于昨天长征三号乙/远征上面级火箭发射北斗导航卫星再次获得成功,高凉陈君坚信任何以为“长征五号火箭采用了“一级半”入轨方案、因此发射安全可靠性大大提升的说辞”都是一个美好的致命错误。

目前版本的长征五号火箭设计方案绝对就是被“追求一级半入LEO轨道”的初衷带入了深沟之中。

事实上现代火箭的“级间段分离技术”早就已经高度成熟,而且火箭发动机的空中点火技术也同样高度成熟。近十几年来全球因为火箭“级间段分离故障与火箭发动机的空中点火故障”而导致火箭发射失败的事件已经极其罕见。

这也是当前的长征三号乙/远征上面级火箭尽管实际上是“四级半”才完成发射飞行任务,但也安全可靠性极高的最重要原因。

与之相反,氢氧发动机的高可靠性长程持续工作时间(460秒以上)的突破难度绝对是“火箭级间段分离技术与火箭发动机空中点火技术”难度的10倍都不止。

氢氧发动机要高可靠性地实现持续工作460秒以上的能力,不仅需要国家具有强大深厚的基础工业能力,而且生产制造的经济成本代价也极其高昂。象美国重量仅仅两、三百公斤的RL10上面级氢氧发动机的市场价格就要远远超过重达两、三吨的RS68主芯级巨型氢氧发动机的市场价格。

事实上在全球范围内,火箭氢氧发动机都是“论台卖”的,而不是“论公斤卖”的。

高凉陈君做了一份全球走阿里安五路线的火箭低温主芯级发动机持续工作的时间列表。

具体数据如下:

A,长征五号火箭YF77发动机的持续工作时间为460秒。

B,美国航天飞机SSME发动机的持续工作时间为520秒。

C,阿里安五ECA火箭的火神2发动机的持续工作时间为650秒。

D,苏联暴风雪航天飞机RD0120发动机的持续工作时间的488秒。

E,欧洲初始版阿里安五火箭的火神1发动机的持续工作时间为500秒。

F,日本H2A火箭的LE7A发动机的持续工作时间为390秒。

H,日本H2B火箭的LE7A发动机的持续工作时间为352秒。

     现在最让人感叹的事实就是,普通人们总是以为美国的SSME发动机能够成功持续工作520秒,欧洲的火神1发动机能够成功持续工作500秒、火神2发动机能够持续工作650秒与原苏联的RD0120发动机能够成功持续工作488秒,那么中国的YF77氢氧发动机也“理应”很容易就实现持续成功工作460秒的设计目标。

     而今天长征五号遥2火箭以自己的实际发射失败直接回答了“不能、也极其不容易”。按目前的研制发展态势分析,YF77氢氧发动机要想成功突破“可持续稳定工作460秒”的初始设计目标,难度要比解决“火箭级间段分离技术与发动机空中点火技术”要艰难10倍都远远不止。

     当初论证长征五号火箭设计方案的科学家们显然根本就没有想到“一级半”的技术方案反而才是一个真正“深不见底”的大坑。

长征五号火箭的研制历程,就充分显示了历史事件发展的滑稽性。当初为了躲避路面上的一个显然易见的“小水坑”,最后却导致了滑入了路边草丛掩盖下的一个“无底深渊”。

事实上历史留给当前版本的长征五号火箭技术方案的时间已经不多。

当年原苏联的N1登月火箭“4射4败”,然后就没有“然后”了,N1火箭整个研制项目都被彻底砍掉了。

而日本当年的H2火箭“8射2败(还有1枚已经生产完成的H2火箭也决定抛弃不再使用)”,最后不得不彻底推倒重来。

如果未来的那6、7枚长征五号火箭,那怕再仅仅发射失败1枚,整个长征五号火箭方案彻底推倒重来的命运决择就绝对不可回避。

坦率而言,现在的长征五号火箭真的再也经不起失败了。

高凉陈君认为学习下日本人研制H2B火箭的技术路径,将长征五号主芯级的YF77氢氧发动机的持续工作时间大幅度缩短为350秒左右(具体数据以专家们的专业论证为准),再改进为使用“二级半”构型通杀LEO、SSO、GTO与LTO的所有发射任务,并不存在任何不可接受的理由。

否则的话,再顽固坚持当前长征五号火箭的“一级半”进入LEO轨道的设计方案(即YF77氢氧发动机必须持续工作460秒才能够完成飞行任务),长征五号火箭的未来命运绝对前途难测。

后记。

在商业航天时代,一款火箭要想长久地生存下去。一是火箭运力的“卡位”必须要足够精准,能够庞大的市场应用空间;二是火箭的市场价格必须足够的“经济便宜”。

俄罗斯当前的两款火箭就是最佳的分析案例。能源公司的联盟火箭由于“卡位”精确,并且从诞生开始就一直是原苏联载人飞船与货运飞船的核心发射支柱,拥有庞大的市场应用“基本盘”。

而且联盟火箭的主发动机又是使用高度成熟可靠的燃气发生器的煤油发动机,价格便宜(因为生产技术也简单便捷),年均产量都很大,研发成本早就已经收回。因此联盟火箭在LEO运力8吨以下的商业发射市场上全球无敌,太空探索公司崛起后也一样难以威胁到俄罗斯能源公司的生存空间。未来能源公司只要能够“死抱”着联盟火箭,起码以后三、四十年间都没有破产倒闭的危机风险。

而赫鲁尼切夫公司新研制的安加拉火箭,由于运力“卡位”失败,原本在俄罗斯国内企图通过蚕食联盟火箭LEO运力8吨以下的市场区间来“做大自己”,结果反而被联盟火箭无情地“狙杀”掉。

在国际商业发射市场上又由于年均发射量稀少,无法有效摊薄研发与生产成本,结果也无力与欧洲阿里安五火箭、美国猎鹰9火箭相竞争。最后安加拉火箭陷入恶性循环,如果不是俄罗斯政府“死撑”,赫鲁尼切夫公司破产完蛋就是近在眼前的事情。

当前长征五号火箭就明显陷入了安加拉火箭相似的发展困局中。一方面由于使用了昂贵的YF77氢氧发动机主芯级,制造价格难以降低下来。另一方面又不肯主动缩短降低YF77氢氧发动机主芯级的持续工作时间(即缩短到350秒以下),以尽快缩短结束长征五号火箭的研发周期,努力减少投资研发的总成本。

最后导致到既迟迟无力淘汰取代便宜老旧的长征三号甲系列火箭(原本有计划设想要使用长征五号火箭通过“一箭四星”的方式来发射北斗导航卫星,但由于长征五号火箭迟迟未能成熟稳定,最后不得不放弃之),又无法迅速“卡位”占领全新的LEO运力15至25吨、GTO运力7至14吨的商业运载市场区间。

如果时间再拖得五、六年,如果长征五号火箭还是不能够成熟稳定下来,并真正“冻结生产技术”状态。一旦中国蓝箭公司(走太空探索公司猎鹰9H火箭的技术发展路径)所研制的重型火箭(LEO运力达30吨左右)开发成功,长征五号火箭的未来前景就注定要一片灰暗了。甚至最终象美国德尔塔4火箭那样由于市场价格昂贵,没有任何商业的使用价值,最后被主动抛弃掉(或者雪藏)也不是不可能发生的悲剧事情。

一句话,在商业航天大发展的新时代中,原先的一切游戏规则都已经完全彻底改变了。适者生存,不适者淘汰。中国航天科技公司与航天六院们再不能主动跟上历史的发展潮流,后果就只能够“自求多福”了。

     陈天(高凉陈君)

     2018年9月20日

机制 发表于 2018-9-21 02:29 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
oaki911 发表于 2018-9-16 03:13
大氢氧不紧迫,大甲烷才符合国际潮流,所以YF-220可以慢慢搞。或者大氢氧YF-220抓紧时间搞,然后衍生出大 ...


隔壁帖子那个张研究员的事情,说里面有一个百吨级液氧甲烷发动机预研,以前也有论文指出有百吨级液氧甲烷发动机。

这个百吨级应该不是燃气发生循环,已经有了YF-77M这个七八十吨级的东西了。极有可能还是分级燃烧循环的。

分级液氧甲烷发动机:
如果走富燃燃烧路线,那么对涡轮泵的要求较高,类似于百吨级氢氧机的涡轮泵系。

如果走富氧燃烧路线,对涡轮泵系的要求类似YF-100发动机(预燃室中氧比还原剂多出50-70倍质量,那么还原剂无论是煤油还是甲烷,燃气整体性质基本上差不多)。

从我们的现有的技术能力看,这款百吨级液氧甲烷发动机,很可能走富氧燃烧路线。

在燃气发生循环中,预燃室的燃烧是富燃燃烧,这样燃气发生循环的液氧甲烷发动机和燃气发生循环的氢氧发动机表现出更多的相似处,所以YF-77可以衍生出液氧甲烷版的YF-77M.

如果预燃室采用富氧燃烧,那么这样的液氧甲烷发动机就更像富氧燃烧循环的液氧煤油发动机了(当然,如果谁整出富氧燃烧的氢氧机那另算)。
从俄罗斯的经验看,有高压补燃循环的液氧煤油发动机衍生出高压补燃循环的液氧甲烷发动机,也是一种很正常的现象。
综上所述,个人猜测这个百吨级液氧甲烷发动机,可能在技术上继承了YF-100的技术,正好YF-100也是百吨级液氧煤油发动机。
hsq0596 发表于 2018-9-21 02:55 | 显示全部楼层
机制 发表于 2018-9-21 02:29
隔壁帖子那个张研究员的事情,说里面有一个百吨级液氧甲烷发动机预研,以前也有论文指出有百吨级液氧甲 ...

蓝箭发布的80吨级燃气发生器甲烷机和YF77M基本没啥关系。
joki 发表于 2018-9-21 08:25 | 显示全部楼层
机制 发表于 2018-9-21 02:29
隔壁帖子那个张研究员的事情,说里面有一个百吨级液氧甲烷发动机预研,以前也有论文指出有百吨级液氧甲 ...

考虑到固有可靠性问题,富氧补燃循环方案很早就出局了,甲烷机预研选的是富燃补燃循环路线。早期考虑200吨级后来降至100吨级,一度还考虑过低室压的富燃补燃循环方案,但是后来不提了。
hsq0596 发表于 2018-9-21 08:40 | 显示全部楼层
joki 发表于 2018-9-21 08:25
考虑到固有可靠性问题,富氧补燃循环方案很早就出局了,甲烷机预研选的是富燃补燃循环路线。早期考虑200 ...

甲烷机富燃比较好做吧,毕竟积碳问题不像煤油机那么难搞,甲烷机富氧有什么优点?
joki 发表于 2018-9-21 08:51 | 显示全部楼层
hsq0596 发表于 2018-9-21 08:40
甲烷机富燃比较好做吧,毕竟积碳问题不像煤油机那么难搞,甲烷机富氧有什么优点?

国内富氧走的是俄国路线,抗氧化图层。理论循环寿命三十次,实际用个十次或许可以,但如果提出更高复用要求,如何监测、修复尚无经验,固有可靠性成问题。
郭夫子 发表于 2018-9-21 08:51 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
hsq0596 发表于 2018-9-21 08:40
甲烷机富燃比较好做吧,毕竟积碳问题不像煤油机那么难搞,甲烷机富氧有什么优点?

泵口压力小,BE4就选了富氧路线。
郭夫子 发表于 2018-9-21 08:55 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
joki 发表于 2018-9-21 08:51
国内富氧走的是俄国路线,抗氧化图层。理论循环寿命三十次,实际用个十次或许可以,但如果提出更高复用要 ...

spx看上去是走耐高温抗氧化合金材料的路线,不过FFSC燃气温度低,应该比较好搞。
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册会员

本版积分规则

QQ|申请友链|旗下论坛|小黑屋|手机版|航空航天港 ( 豫ICP备12024513号 )

GMT+8, 2018-10-19 13:21 , Processed in 0.325577 second(s), 18 queries , Gzip On.

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表