最近|长征九号为啥要改光杆型,刚研发的两个大发动机还有用吗?( 三 )
并不是说 , 外国的月亮就是圆的 , 马斯克就是对的 。 应该反过来想 , 只要别人做的是对的 , 完全可以借鉴 , 而不是眼红 。
四、载人航天需要火箭的绝对安全
为什么我执着于赞同长征-5DY也就是之前传的921火箭和长征九号火箭采用多发动机并联模式呢?这不仅是因为小发动机研发更容易 , 研制难度低 , 更主要的是安全 。 我们在解决了共振和发动机间协调的背景下 , 可以单独来考虑发动机故障带来的后果 。
以长征九号为例 , 如果两种发动机故障率都是百分之一 , 也就是每一百台里有一台可能会出故障 。 10米直径火箭里500吨级发动机最多安装5台 , 每20次发射可能会遇到一次故障 , 而且这次故障可能带来无法挽回的损失 , 因为一台发动机坏掉所损失的动力 , 另外4台是弥补不回来的 。 换成16台小发动机的话 , 大概每6次发射就会有一次故障 。
看起来发动机变多更容易出故障了 , 但由于16台发动机动力可调 , 一旦一台出故障 , 其他15台通过增加推力轻松弥补损失 , 也就是即使出现故障 , 也不影响发射 。 按猎鹰9号的经验 , 9台发动机 , 可以最多容许3台发动机故障 。 那16台发动机最多可以容许大概5台发动机出故障 , 这样安全系数就会大大提高的 。
安全系数高 , 是载人航天首先要考虑的因素 。 我国载人航天 , 长时间只用长征2F火箭发射载人飞船 , 而不用最新的长征七号和长征五号 , 首先考虑的就是可靠性 。 长征五号虽然能保证大运力 , 但安全性并不符合载人航天的要求 。 所以未来不太可能用长征五号或长征五号乙来发射航天员 。 
为了安全 , 长征五号衍生出了专用的载人款 , 名叫长征5DY 。 其动力方案就是使用7台YF100K液氧煤油发动机代替原有的液氢液氧发动机 , 探月版使用三个芯级并联的模式 , 也就是大家常说的CBC版 。 七台发动机动力可调 , 能实现动力冗余 , 就算有一台发动机故障 , 也能临时调整其他发动机保障发射安全 。 所以我大胆预测一下 , 未来我国的载人火箭 , 很可能把动力冗余作为标配 。
2011款长征九号 , 第一级加上助推器 , 一共12台发动机 , 坏掉一台 , 按说也能实现动力弥补 , 但是其较为复杂的结构决定着 , 想实现动力冗余并不容易 。 一旦助推器上的一台发动机故障 , 通过其它发动机弥补的话 , 必然带来四个助推器推力不一样 , 给火箭平衡带来难度 , 更让芯级外壳在四个方向受力不对称 , 容易发生变形 。 所以光杆版实现动力冗余更容易一些 , 也更安全一些 。
因为YF135还没有研发 , 2030年左右又很可能要执行登月任务 , 所以长征九号很有可能老方案和新方案一起立项 , 先研发老款 , 待专用发动机成熟以后再研发新款 , 未来是以新款为主 。 老款适合用来做货运发射 , 不用回收 。 而新款最终应该是多用途可回收的 。
不知道大家对长征九号的未来有什么样的观点 , 欢迎在评论区进行讨论 。
来源:东城观星
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