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: joki
收起左侧

[原创] CZ9一级复用升级方案探讨

  [复制链接]
 楼主| joki 发表于 2018-11-5 15:42 | 显示全部楼层
cmj9808 发表于 2018-11-5 15:11
480不是双喷管,而是双燃烧室,只启动一个燃烧室有相当的难度

只是想尽可能提高效率,毕竟低空深度节流比冲掉的比较厉害。不过好在也就是那200~300m/s的事情,降低一点指标应该可以满足。
如果无法实现开单燃烧室的特殊工况,那么以16楼的图为例,7号和8号对应两台发动机节流至50%(4个燃烧室都开),降落T/W<1.7,海平面比冲降至276s,尚可接受。
jiyu_shi 发表于 2018-11-5 16:21 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
开单燃烧室应该可行,RD-170点火不是先点一个燃烧室,再点其他的么。
swiftosos 发表于 2018-11-5 17:57 | 显示全部楼层
算了,还是别用YF460了,不好布置位置
直接用YF230吧,单喷管,弄3圈,正中间一台发动机
外边来两圈,至少19台应该没问题吧,相当于8.5台YF460
如果能外圈8台,最外圈16台,1+8+16=25台YF230也不错,6000吨起飞推力
回复 支持 1 反对 0

使用道具 举报

喵科动物 发表于 2018-11-5 18:23 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
swiftosos 发表于 2018-11-5 17:57
算了,还是别用YF460了,不好布置位置
直接用YF230吧,单喷管,弄3圈,正中间一台发动机
外边来两圈,至 ...


或者YF460双室本来就不如YF230单室值得,包括泵系难度增加得不偿失。
BE4和Raptor都是200--300吨单室。

还有当年YF660因为试车台限制缩水到YF460的事是真的吗?如果属实,单室还有放大的潜力。
 楼主| joki 发表于 2018-11-5 19:59 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
swiftosos 发表于 2018-11-5 17:57
算了,还是别用YF460了,不好布置位置
直接用YF230吧,单喷管,弄3圈,正中间一台发动机
外边来两圈,至 ...

YF240的话,十米径最多18台。
jiyu_shi 发表于 2018-11-5 21:01 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
joki 发表于 2018-11-5 19:59
YF240的话,十米径最多18台。

18套泵,吓死人
 楼主| joki 发表于 2018-11-5 21:20 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
jiyu_shi 发表于 2018-11-5 21:01
18套泵,吓死人

嗯,这是两种思路的产物。
我是觉得搞定哪个用哪个,现在YF480在研、240没动静,所以优先前者。反正YF480都能想办法塞的下,也就成功了一半。
纸飞机 发表于 2018-11-5 21:32 | 显示全部楼层
拍脑门提个建议
发动机固定安装,减重并减少间距,然后用电泵游机来代替TVC
返回时也用电泵游机实现降落
不过个人觉得吧,考虑到我国发射场的落点限制,或许还是该尝试一下用贝加尔那种带翼返回的设计,虽然干质比是低点,但三级火箭对这个不那么敏感
c3po1994 发表于 2018-11-5 21:42 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
手边没有电脑画不了cad,口述一下啊:
要是用250吨级发动机的话,反过来考量,外面一圈发动机就固定安装,尽量紧密排列,我估计12台还是能塞进去的;然后中间的空白留给七台能摆动的发动机,,以后就是回收的话,就用中间的发动机来控制就行。长征九号第一季原来说要研制660吨级发动机,要是能实现就好了
 楼主| joki 发表于 2018-11-5 22:06 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
纸飞机 发表于 2018-11-5 21:32
拍脑门提个建议
发动机固定安装,减重并减少间距,然后用电泵游机来代替TVC
返回时也用电泵游机实现降落
...


一级规模太大,算下来二百多快三百吨。电泵游机或贝加尔有翼构型要支持这么大规模比较困难,还是先上小的试试吧。。。
9m96e2 发表于 2018-11-5 23:09 | 显示全部楼层
joki 发表于 2018-11-5 15:27
那贴后面回复说9发可以,貌似你没看到。。。
我这里是以现在预研的10米径为约束的,你那个恐怕塞不下吧 ...

@joki 效果大概是这样的(不是很上手CAD==),中心YF-100K考虑使用1200mm直径的喷管,也许可以更小点?中心三部发动机有一定的独立摆动空间,外侧喷管必须以三个为一组同步摆动,可能要摆出箭体直径

CZ-91.jpg

话说大直径的干质比会更好看,哪怕这个10M箭体只是维持新载人火箭的水平,一级至少也可以做到15吧; 再加上3x100K+9x480差不多有4700t的起飞推力,起飞重量可以放宽到3900t,那么来个比较极端的方案;-P
一级10m2800t,不可用推进剂1.5%;二级同为10m 1000t, 布置6部350s比冲的YF-100KV,工作时间360s,干质比13.5,不可用1%;10m整流罩全长20m,重10t。按9300m/s入轨计,回收状态下一级分离速度<M7,再入速度M5,LEO载荷>100t。深空版在8m径25m长罩内悬挂一个加长版的5m共底上面级,重70t, 干质比9一级,TLI载荷约44t

嘛肯定不是最优化构型,但10m大光杆(可愛い!)完美满足了强迫症的审美情趣,而且长度只有90-100m,也只有一种新直径,甚至有可能兼容现有VAB。同时发展潜力较大,YF-480增推5-10%后可以换用大型氢氧三级进一步利用起飞规模。

主要问题是长径比1:2左右的二级能否实现这个干质比...另外过大的二级有点浪费起飞规模,在相同技术水平下TLI运载系数不如方案1但消耗略大

 楼主| joki 发表于 2018-11-6 08:22 | 显示全部楼层
9m96e2 发表于 2018-11-5 23:09
@joki 效果大概是这样的(不是很上手CAD==),中心YF-100K考虑使用1200mm直径的喷管,也许可以更小点?中 ...

恐怕是太密集了点。同一圈之间的间距还好一点,问题最大的是外圈和中圈之间的间距甚至小于双喷管间距,这肯定是不行的。至于外圈摆出箭体。。。
建议你像N1一样底部加一圈圆台算了。储箱10米不变、底部外扩到12米,把每圈的间距拉开。实在保证不了全部双摆空间,至少要保证内圈和中圈,外圈固定。YF480的摇摆点高度大概是3.05米,YF100就按2.3米算好了,至少要保证8°双向摆动空间。特别是你这个方案中心3台YF100降落,那时外圈、中圈都是不动的,内圈和中圈必须留够距离。
大直径的干质比会更好看应该只适用于西方,以国内目前的预研情况看并未体现出这种趋势。反倒经常因为工业基础不济,指标退缩。外加一二级都是多机并联不可用推进剂比较高。所以尽管我一级干质比取13、不可用2%,二级12、不可用1.5%,也不是完全有信心,哈哈。
你的大二级方案我还没细推敲,问题应该跟你说的一样,还是指标能否实现。对于要求二级直径一样这样的特别需求,一般建议上面选择低密度推进剂比较合适。不过国内的氢氧嘛。。。
9m96e2 发表于 2018-11-6 08:41 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
joki 发表于 2018-11-6 08:22
恐怕是太密集了点。同一圈之间的间距还好一点,问题最大的是外圈和中圈之间的间距甚至小于双喷管间距,这 ...

所以想法是内圈每个喷管必须和外圈两侧的喷管同步摆动...感觉发动机安装段可以维持10m径,外面加个11-12m径的整流罩会更简单点,也不需要截短YF-100K的喷管

指标上我是觉得实现不了10m的干质比指标还不如退回去搞5m模块CBC了...
 楼主| joki 发表于 2018-11-6 08:51 | 显示全部楼层
9m96e2 发表于 2018-11-6 08:41
所以想法是内圈每个喷管必须和外圈两侧的喷管同步摆动...感觉发动机安装段可以维持10m径,外面加个11-12m ...

全部双摆的设计,所有喷管同步摆动那是肯定的,问题你外圈往外摆的时候怎么办(出界了)?VTVL降落的时候,就中间3个工作,这时外头的都不工作,还怎么同步摆。这个布局10米摆动空间肯定是不够,加装圆台整流罩是必须的。哪怕外圈固定,也是这样,因为现在内圈也不够。
大光杆的意义在于简化构型、制造、整备,模块多了以后目前看也是比较麻烦的。CBC主要在于组合灵活性,但除非其他组合运力档位也有明确需求,不然性价比是很难说的。搞成像安加拉那样基本只用5的时候就尴尬了。一步到位大光杆,也有它独特的优势,不全是指标的问题。何况CBC配大发要搞动力冗余,还非得上CF。
CBC构型也有考虑,不过目前还没脑洞完。
9m96e2 发表于 2018-11-6 09:06 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
joki 发表于 2018-11-6 08:51
全部双摆的设计,所有喷管同步摆动那是肯定的,问题你外圈往外摆的时候怎么办(出界了)?VTVL降落的时候 ...

好像Falcon 9的外圈会摆出箭体?

CBC的话是想把5m模块拉长上双YF-480,超重型任务不考虑回收,光杆任务加装YF-115回收;另外我觉得冗余能力不是必需品,毕竟DF-5, Ariane 1-4也都没有因为不具备冗余能力损失太多可靠性
 楼主| joki 发表于 2018-11-6 09:12 | 显示全部楼层
9m96e2 发表于 2018-11-6 09:06
好像Falcon 9的外圈会摆出箭体?

CBC的话是想把5m模块拉长上双YF-480,超重型任务不考虑回收,光杆任 ...

印象里NSF上有人做过动图,并没有摆出界。Merlin推力小,加上面积比貌似只有15~20,摆动距离没那么大。
5米光杆落地质量只怕超过60吨,YF115还不得装5台。。
纸飞机 发表于 2018-11-6 11:04 | 显示全部楼层
突然想起来,既然你这个方案是光杆设计,那发动机并不需要搞双摆
实际上作为助推器的RD-170是双摆,而天顶用的RD-171喷管只能沿着切线方向摆动,RD-171的重量要小于RD-170
理论上讲,你这个设计只需要把外圈6台发动机中的3台改成延切线方向的单摆就可以满足TVC要求
 楼主| joki 发表于 2018-11-6 11:07 | 显示全部楼层
纸飞机 发表于 2018-11-6 11:04
突然想起来,既然你这个方案是光杆设计,那发动机并不需要搞双摆
实际上作为助推器的RD-170是双摆,而天顶 ...

滚转可以,密集布置切向摆是如何满足姿控俯仰要求的?另外,一次性的时候,选择余地比较大。一旦考虑VTVL,立马麻烦许多。比如万一中心单燃烧室不行,要外圈对称两台降,这时候光切向肯定不行吧。。
PS:印象里看罗老的时候,虽然是加了单游机。但是俄国搞的姿控还是比较独特的,扭来扭去。
 楼主| joki 发表于 2018-11-7 08:39 | 显示全部楼层
【日常例行更新】

借助伟大易用的坎巴拉,制作构型示意图如下。具体比例不够精确,仅反映构型大致样式。

方案一两种构型:

方案一二级.png

LEO任务/二级全煤油构型




方案一三级.png

LTO任务/三级构型
zimu 发表于 2018-11-7 18:11 | 显示全部楼层
joki 发表于 2018-11-7 08:39
【日常例行更新】

借助伟大易用的坎巴拉,制作构型示意图如下。具体比例不够精确,仅反映构型大致样式。 ...

看起来像印度的某款火箭
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, 2018-11-15 18:09 , Processed in 0.392326 second(s), 21 queries , Gzip On.

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表