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把长九设计成一级可回收模式

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发表于 2019-3-15 07:05:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
目前距离扩大规模月球殖民,火星殖民还很遥远,单靠常规科学探测任务,近期长九能获得的发射订单不会太多。
具体可以参考美国的土星五号火箭,打了十几发完成政治任务后就没了后续订单。


而且,可回收式火箭是发展趋势,控制降落方向的栅格翼可以借鉴神舟飞船整流罩上的栅格翼,定点降落控制系统可以借鉴嫦娥四号的降落扫描系统。


完全可以把长九设计成一级可回收模式,不论以后没有发射订单,随时有火箭待命。

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发表于 2019-3-18 17:25:28 | 显示全部楼层
spaceX照搬?关键是发动机,可改变推力发动机,可多次启动,大范围摆动,这是火箭回收的重中之重。
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 楼主| 发表于 2019-3-18 18:34:01 | 显示全部楼层
wawa001 发表于 2019-3-18 17:25
spaceX照搬?关键是发动机,可改变推力发动机,可多次启动,大范围摆动,这是火箭回收的重中之重。 ...

可以和海上气垫回收相结合,可以取消火箭的降落支架,对发动机的变推要求也会降低,
降落时依靠气垫来缓冲,即便火箭翻倒,有气垫的缓冲也能防止燃料箱破裂爆炸。
此时发动机只需要负责把火箭落地速度降低到不能把气垫击穿即可。
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发表于 2019-3-25 15:42:13 | 显示全部楼层
ghf300 发表于 2019-3-18 18:34
可以和海上气垫回收相结合,可以取消火箭的降落支架,对发动机的变推要求也会降低,
降落时依靠气垫来缓 ...

就是你说的把火箭的速度降低到不戳破气垫这一段难啊。火箭二次点火,下降过程中姿态保持稳定,并且能够机动到气垫上空,把速递减到一个合理区间,这些难点解决了,落地稳定的问题其实不算啥。
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 楼主| 发表于 2019-3-25 19:48:27 | 显示全部楼层
wawa001 发表于 2019-3-25 15:42
就是你说的把火箭的速度降低到不戳破气垫这一段难啊。火箭二次点火,下降过程中姿态保持稳定,并且能够机 ...

下降过程需要二次点火工作阶段,一是高空点火减速,二是末端空中悬停,将最后一点燃料消耗光。
下降控制系统,可以挪用嫦娥四号的下降控制系统。千万别说搞不到啊。
空中定点下降控制,可以借用空空导弹的方向控制系统。

因为是定点降落,可以在海面气垫上设置无线电应答机,作为引导信号,让火箭自动寻的撞击。
这和空空导弹的制导原理没有本质上的区别,不过是把空气舵换成栅格翼,但本质没有变。

还有,落地的稳定性才是最难的,稍有不注意就会翻覆。
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发表于 2019-3-26 09:08:25 | 显示全部楼层
ghf300 发表于 2019-3-25 19:48
下降过程需要二次点火工作阶段,一是高空点火减速,二是末端空中悬停,将最后一点燃料消耗光。
下降控制 ...

本质不变,难度升级的事太多了。重量、体积等单位上一个数量级,难度是指数级上升。嫦娥四受控落月和火箭受控落地,发动机就不是一种类型的,所以实际操作中不存在可以通用的可能。所以要想实现火箭受控落地,达到重复使用的目的,不是研制高效可靠的可变推力发动机,就是需要整个构型的调整,比如采用飞行的方式滑翔落地,或者增加降落发动机。实际上说道底,我们的发动机水平还有待提高。
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发表于 2019-3-26 09:24:32 | 显示全部楼层
火箭一级顶部安装降落发动机和姿态调整发动机,并增加格栅翼尺寸。回收过程中,首先使用格栅翼形成竹蜻蜓效应,稳定箭体,减缓速度,定向降落。降落到一定高度,格栅翼与箭体顶部的降落发动机工作,终止箭体自旋并精确寻址。最后着陆阶段,格栅翼回收,主要靠降落发动机和姿态调整发动机调整箭体姿态和速度,实现稳定降落。期间主发动机并不工作,省去了改造发动机这一难点。如果此技术成熟后,可作为火箭半级增加到其他成熟箭体,灵活开展各类型火箭回收工作。
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 楼主| 发表于 2019-3-26 13:57:02 | 显示全部楼层
wawa001 发表于 2019-3-26 09:08
本质不变,难度升级的事太多了。重量、体积等单位上一个数量级,难度是指数级上升。嫦娥四受控落月和火箭 ...

火箭下降过程,发动机不是全程点火工作,控制下降方向主要靠栅格翼,这方面主要靠控制软件来完成。
这个原理和空空导弹的引导头很相似,都是由控制系统给出空气舵的偏转信号。
再者,安装在气垫上的无线电引导机发射的信号,也有利于火箭控制系统的目标寻的。
地面有源引导比空空导弹的自己主动引导,在引导难度上低一个等级。

如果依靠气垫在还是降落,根本不用变推发动机,只需要在接近气垫时,发动机点火,将最后一点燃料全部烧光,然后以自由落体形式垂直摔倒气垫上。

长九的体积摆在那,自带空气阻力,自由落体下降时当空气阻力达到平衡,下降速度就不会再增加,火箭剩余燃料只要能把这个速度降低到气垫可以承受的速度即可。
以长九发动机的推力来说,短时启动后可以把空壳火箭的降落速度快速减少。
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发表于 2019-4-2 11:28:38 | 显示全部楼层
ghf300 发表于 2019-3-26 13:57
火箭下降过程,发动机不是全程点火工作,控制下降方向主要靠栅格翼,这方面主要靠控制软件来完成。
这个 ...

你可以查一查长九的发动机是不是能够二次点火,另外箭体倒落到气垫上是不是能够控制损害。长九的自重大,高度高,倒落后损害有多大,也可以简单对比一下。实际上飞控这部分难度到不是很大,最起码有借鉴的依据。根本不用无线电引导,GPS+视觉识别已经比较成熟了,姿态控制要麻烦一些,但也可以实现,软件部分可实验改进完善。硬件还是主要问题呀。
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发表于 2019-4-2 12:41:20 | 显示全部楼层
wawa001 发表于 2019-4-2 11:28
你可以查一查长九的发动机是不是能够二次点火,另外箭体倒落到气垫上是不是能够控制损害。长九的自重大, ...

上次已经跟他苦口婆心讲了很久了,第一,长九构型不利于回收;第二,他提的这几个回收方法可行性差,尤其是伞降;第三,科技集团对于回收时无视甚至是鄙视的态度。
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 楼主| 发表于 2019-4-2 13:18:30 | 显示全部楼层
本帖最后由 ghf300 于 2019-4-2 20:52 编辑
wawa001 发表于 2019-4-2 11:28
你可以查一查长九的发动机是不是能够二次点火,另外箭体倒落到气垫上是不是能够控制损害。长九的自重大, ...

长九已经技术定型了吗?就算技术定型了,还有改进型啊。
难到其它型号的火箭都能改进,唯独长九不行?

你提到的摔倒损害预测,给我的感觉是基于硬质地面上的气垫摔倒,但我方案里特意提了,是在海面上的气垫,长九落地时除了被气垫缓冲,还会被海水缓冲,,此时气垫包裹住长九一起入水,一是防水,二是增加火箭入水阻力。

长九以垂直状态入水,受到的冲击力是沿火箭中心轴传递的纵向力,火箭在这个方向上的受力范围很强。

也请你仔细统计一下,长九的应用前景,每年能打几发?参考阿波罗计划,我们完成登月,发射空间站,甚至是登陆火星,这些政治性任务后,长九的商业应用前景还有多大?用长九打卫星?打近地载人飞船?

正是因为长九的商业应用前景不怎么样,才需要直接设计成可回收式的,造几发就行了,有需要就拉出来发射,没需要就入库封存。一次性火箭,总不能停产十几年之后为了某个单一任务,就重开全套生产线,却只生产一发火箭。
要知道,生产线一旦关闭十几年,再想重开生产线,就需要重新培训工人经验,火箭上的各类零件为了练手也不可能只生产一个。

如果把这种远期成本也计算在内,还不如直接设计成可回收式的。

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 楼主| 发表于 2019-4-2 13:30:07 | 显示全部楼层
本帖最后由 ghf300 于 2019-4-2 13:31 编辑
wawa001 发表于 2019-4-2 11:28
你可以查一查长九的发动机是不是能够二次点火,另外箭体倒落到气垫上是不是能够控制损害。长九的自重大, ...

无线电有源制导是最简单的引导方式,你提到的定位制导是基于降落地点没有精确定位的前提下,只能给个大致范围,让火箭自行飞过去。这种方式和导弹的惯性引导很像,我们无法在导弹的攻击目标上安装引导源,只能依靠导弹自身的设备主动去搜索定位。

但火箭回收的降落场地是已经确认过的,以猎鹰九号为例,降落平台就是那么大,偏大了都不行。这种前提下,让降落平台主动发射引导信号,可以降低火箭上引导设备的技术难度。

类似于激光制导,只不过是由降落平台发射引导激光,引诱火箭飞过去。
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 楼主| 发表于 2019-4-2 13:36:47 | 显示全部楼层
吃客信条 发表于 2019-4-2 12:41
上次已经跟他苦口婆心讲了很久了,第一,长九构型不利于回收;第二,他提的这几个回收方法可行性差,尤其 ...

不是不利于回收,而是设计单位打心里就不想回收,所以才会找出若干不可回收的专业理由。

猎鹰九号成功之前,谁想过火箭回收?顶多当成科幻小说里意淫一下。或者放到远景展望里,画个大饼。

但是猎鹰九号成功了,连三手火箭都飞了。然后曾经的那些专业理由都不成立了。
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发表于 2019-4-2 18:26:01 | 显示全部楼层
吃客信条 发表于 2019-4-2 12:41
上次已经跟他苦口婆心讲了很久了,第一,长九构型不利于回收;第二,他提的这几个回收方法可行性差,尤其 ...

无视回收?当长6X,长8R和新载人不存在?
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 楼主| 发表于 2019-4-3 09:46:27 | 显示全部楼层
本帖最后由 ghf300 于 2019-4-3 11:10 编辑
吃客信条 发表于 2019-4-2 12:41
上次已经跟他苦口婆心讲了很久了,第一,长九构型不利于回收;第二,他提的这几个回收方法可行性差,尤其 ...

长九不利于回收的主要理由,
1、大概是迎风面积大,空心火箭垂直降落后很容易被风吹倒,与地面硬碰硬。
2、为了降落稳定,支撑脚展开后跨度需要更大,这会增加额外重量。

但是,这些观点都是建立在长九降落在硬质地面的前提下,才成立的。如果让长九直接垂直入海,根本不需要支撑脚,也没有被风吹倒后与地面硬碰硬的可能性。

你的伞降方案是从哪里扒来的?我的气垫方案里没有伞降内容啊。

最后,所有生产商都会对任何延长产品使用周期的方案嗤之以鼻,这会影响生产商的利润。
一次性商品,想用就得下订单,如果是可重复的,第二次发射时就没火箭生产商的事了,这会影响利润的。
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