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长征二号F火箭有了替代者，光杆长征十号可承担近地载人航天任务

时间：2024-11-07 11:36:29 来源：風見彭魄网作者：综合阅读：941次

我国神舟十六号飞船及其乘组将在5月底发射入轨，长征长征承担将它送入轨道的号F火箭号可航天火箭就是长征二号F型火箭，它是有替神舟飞船的专用火箭，也是光杆目前我国唯一的一款载人运载火箭。长征二号F运载火箭由长征二号发展而来，近地主要是载人在长征二号E火箭的基础上按照发射载人飞船的要求，对其进行了载人航天方面的任务安全和稳定性的提升，使之成为了我国首款也是长征长征承担至今唯一一款服役的载人航天运载火箭，有“神箭”之称，号F火箭号可航天其构型是有替芯级加四助推的两级半火箭，高度约58.34米，光杆火箭芯级直径3.35米，近地助推器直径2.25米，载人整流罩直径3.8米，任务起飞质量约482吨，长征长征承担起飞推力约604.4吨，近地轨道运载能力可达8.6吨。长征二号F火箭服役以来在我国载人航天工程等方面发挥着无比重要的作用，并且预估其还将在今后相当长一段时间中继续发挥重大作用。不过，在如今科技飞速发展的时代，没有什么一劳永逸的技术和设备，火箭同样如此，我国新的载人火箭也在研制中，大家都知道我国用来登月的新一代载人火箭也在研制中，并且已改名为长征十号。长征十号火箭长度或在88.5~93.2米之间，芯级直径5米，起飞质量约 2187 吨，起飞推力约 2678 吨，地月转移轨道运载能力不小于 27 吨，一级采用三发并联结构，它将担负起我国未来一段时间中的载人登月任务。但长征十号地月轨道有着27吨的运力，用在近地轨道上发射载人飞船就大材小用了，因为这款火箭近地轨道的运力至少在70吨以上，而我国的神舟飞船重量8吨左右，显然不适合用它来运送。如今世界运载火箭的发展趋势是更节能，更环保和更经济实用，世界各航天大国都在研发或使用以液氧煤油、液氧液氢和液氧甲烷做燃料的火箭。但我国的长征二号F火箭芯级和助推器使用的仍然都是四氧化二氮和偏二甲肼推进剂，而偏二甲肼有剧毒，其制造、运输和使用过程都得小心翼翼，一旦泄露就容易造成环境污染和人身伤害，使用偏二甲肼燃料的火箭甚至被有些人称为“毒箭” ，而长二F火箭飞行前一级需加注这两种推进剂约186.6吨，二级加注推进剂约84.8吨，助推器加注推进剂约41.5吨，也就是说长二F每发射一次就需要耗费313吨的四氧化二氮和偏二甲肼，两者的价格也比较昂贵，市价一般在1~2万元，后者每吨约5~10万元。据说长二F火箭发射一次的费用介于长征五号与长征七号之间。而液氧的价格，每吨只有800~2000元，航空煤油的价格在3000~8000元之间，甲烷的价格一般是2500~8000元，很显然都要比四氧化二氮和偏二甲肼便宜很多，液氢稍微贵一些，一般也只在1.5~3万元之间，但将来的价格大概率还会大幅降低。再者，在火箭发射之时，四氧化二氮和偏二甲肼两者剧烈反应生成的三种产物是氮气、水和二氧化碳，其中的二氧化碳又是温室气体。所以，单从燃料上来说，长二F火箭就急需更新换代。大家都知道火箭发射是非常费钱的活动，每次的发射都需要耗费上千万甚至数亿人民币，其中燃料消耗的钱实际上还并不是很多，耗资较大的主要是火箭箭体，特别是发动机，其造价都很昂贵，而每发射一次就需要扔掉很多台，太浪费了！所以当马斯克SpaceX公司可重复使用的猎鹰火箭技术成熟后就迅速霸占了全球航天发射市场。目前世界航天大国也都在钻研可重复使用的航天技术，美国新型火箭发动机研制基本全部押宝了液氧甲烷发动机，我国火箭发动机研制也有这样的趋势，比如新版长征九号就确定改用了200吨级的液氧甲烷发动机，目前正在研制中，另外还有至少6家航天公司的十多款液氧甲烷发动机正在研制或试验中。新一代载人火箭在还未定名为长征十号时就确定了“可重复使用”的研制目标，所以长征十号火箭也将是一款复用型火箭，一级的三发并联助推器将来是都可回收重复使用的，它所使用的发动机虽然是以液氧煤油为燃料，但如同马斯克猎鹰火箭的梅林发动机一样可重复使用，所以长征十号火箭研制成功将极具经济实用及安全环保价值。由于火箭级别上的不同，长征十号属于重型火箭，推力是长征二号F型火箭的4倍多，那么说起来长征十号也将无法替代现有的长二F的作用，但是有消息称长征十号还有一款光杆构型，也就是去掉两侧与芯级火箭一样大的助推器的构型，可以用来代替长征二号F型火箭。这消息据说是航天专家龙乐豪院士的PPT中透露出来的，具体图片如下：这个PPT推出的时间貌似很早，因为上面仍然在称“新一代载人火箭”，图片上还用了CZ-5H来表示，说明这个PPT应该是在新一代载人火箭改名为长征十号之前使用的，不过也有可能是最近使用的PPT，只是上面的某些内容没改而已，该图片或来自今年航天日网友私信龙院士得到的回复，该PPT上还将光杆无助推型载人火箭称为CZ-5F，并且明确写道：“二级串联的CZ-5F，将替代CZ-2F”，也就是说光杆无助推型的长征五号F型火箭研制成功后将会替代长征二号F型火箭，不过由于这款火箭目前已改名为长征十号，那么它大概率上会被命名为长征十号F型火箭。从长征十号的构型来看，用来载人的这款新火箭将采用两级光杆构型，一级和二级发动机均为，只是一级为海平面版发动机，共使用7台130吨级泵后摆液氧煤油发动机（或为YF-100K/L液氧煤油发动机，长征五号助推器发动机的改进版），具备动力冗余功能，也就是说有一台发动机不工作也没问题，其他发动机可以稍微加大推力完成任务，二级为两台真空版同型号发动机，整体采用串联无助推技术，箭体高度约为67米。之前新一代载人火箭打算使用的YF-100K/L液氧煤油发动机是中国航天推进技术研究院研制的拥有自主知识产权的中国第一代120吨级高压补燃（又称分级燃烧循环）液氧煤油火箭发动机，但长征十号应该已经弃用这款发动机，因为近几次的报道都是130吨级液氧煤油发动机的消息，其型号是YF-100N重复使用液氧煤油发动机，今年5月中旬其已经在试车台上进行了二次点火试验并取得成功，证明了这款发动机具有可重复使用功能。虽然之前的介绍中称长征十号光杆型推力为873吨，但如果这款发动机推力为130吨，7台这样的发动机推力可达910吨，远超长征二号F型火箭的起飞推力（604.4吨），也超过了马斯克猎鹰9号火箭一级的推力（784吨）。已知光杆型长征十号火箭（有的PPT中称其为CZ-5ZRL）的近地载荷能力也超过14吨，用它来运送神舟号载人飞船（8吨左右）当然绰绰有余了，但是将来它运送的飞船应该是我国的新一代载人飞船的近地款式，其重量正是14吨左右。到时候新箭配新船，技术、运力和实用性等各方面都会有大幅提升。液氧煤油发动机、光杆五助推构型，可重复使用功能……长征十号光杆型这款近地版载人火箭的这些特征应该让不少朋友想起了马斯克SpaceX的猎鹰9号火箭，是的！两者非常相似！也可以说是两者有着相似的追求促成的，而登月版的长征十号三发串联的构型也和马斯克的猎鹰重型火箭十分相似，原因其实也一样。两者这么相似，长征十号也真可称为是“中国版猎鹰”了。虽然相比之下我们的长征十号复用型火箭在使用时间上落后一些，但放眼全世界我们已经是第二个这么做的了，而且我们也有着现成的成功经验可以借鉴，也容易避坑，同时也更容易在技术上实现超越。今年的4月24日，中国探月工程总设计师吴伟仁院士在接受专访时指出：“2030年以前，中国人的脚印肯定会踏在月球上去。”说明我国已有在2030年之前实现载人登月的明确目标。也有消息称长征十号（早期版本曾称作CZ-5DY）首飞或在2027年前后，但其第一次试飞大概率会是光杆无助推构型的火箭，检验其技术成熟后才会展开三发并联结构的火箭试飞，因此光杆型长征十号（或称为长征十号F型火箭）的首飞很可能要更早一些。那么在光杆型长征十号试飞无问题后，也就离替代长征二号F型火箭不远了，所以长征十号F型火箭运送新一代载人飞船及航天员乘组往返太空的日子应该也不并不遥远。消息来源：航天爱好者网5月22日微博《长征十号光杆型将接棒长征二号F火箭》专栏大国航天新科技作者：科普大世界29.9币0人已购查看

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