三次变化,再现“新颜”，长征-9号重型运载火箭
兵工科技2023年8期《环台岛“联合利剑”演习》全新上市 ，新颜喜欢的次变朋友可以关注兵工科技快讯进行购买 ！2022第十四届珠海航展上 ，化再火箭以中国航天科技集团为代表的现长航天工业 ，就携带众多“高 、征号重型精 、运载尖”航天科技展品集中亮相 ，新颜其中不乏备受瞩目的次变明星产品 ，集中体现了我国在探月 、化再火箭探火 、现长火箭 、征号重型空间站等航天领域的运载进步与成就 。中国航天 ，新颜正在不断奋进 。次变作为我国未来航天空间探测 、化再火箭运载的新主力 ，长征-9号重型运载火箭模型再度亮相 。不过不同于以往的捆绑式结构，而是变成了光杆设计 ，就像美国的“星舰”运载火箭一样 。长征-9号重型运载火箭模型长征-9号重型运载火箭 ，是我国目前正在论证研发的新一代重型火箭 ，未来将主要用于我国的深空探测 、载人登月 、空间基础设施建设等任务。关于长征-9号 ，我国曾在2011年就提出了基本构型与参数 ，称为2011版 。在这版设计当中 ，长征-9号采用三级半构型（三级火箭加四个助推器） ，4个助推器每台配备2台推力4800千牛的YF-130液氧煤油发动机 ，芯一级配备4台4800千牛的YF-130液氧煤油发动机 ，芯二级配备2台推力2200千牛的YF-90氢氧发动机 ，芯三级配备4台250千牛的YF-79氢氧发动机。长征-9号基本型全长103米，起飞质量4137吨 ，起飞推力5873吨 ，近地轨道（LEO）运力140吨 ，地月转移轨道（LTO）运力50吨 ，地火转移轨道（MTO）运力44吨 。2021年 ，中国工程院院士 、长征火箭总师龙乐豪在香港大学做了名为《长征火箭与中国航天》的演讲 ，又透露了中国航天的许多新进展 ，其中包括长征-9号的新构型 ，可以称作2021版长征-9号 。在21版当中 ，长征-9号无论是箭体尺寸，还是发动机 、助推器都做出了显著调整 ，运力进一步提升 。据悉，21版长征-9号采用三级构型（可简化为两级），取消了捆绑的4个助推器 ，其中芯一级直径10.6米 ，配备16台YF-135型360吨级液氧煤油发动机 ，芯二级直径也是10.6米 ，配置4台120吨级氢氧发动机 ，芯三级直径缩减为7.5米 ，配备1台120吨级高空氢氧发动机 ，有效载荷整流罩直径为9米 。21版长征-9号箭长108米 ，起飞质量4122吨 ，起飞推力5873吨 ，近地轨道（LEO）运力150吨（两级状态） ，地月转移轨道（LTO）运力53吨。亮相2018珠海航展的长征-9号重型运载火箭模型 ，最初版本的长征-9号采用三级半构型 ，即三级火箭加四个助推器相较于11版长征-9号 ，21版长征-9号箭体拉长了5米 ，最大直径增加了1.1米 ，在起飞质量与起飞推力基本不变的情况下 ，近地轨道（LEO）运力提升了10吨以上 ，地月转移轨道（LTO）运力提升了3吨 。总体而言 ，经过多方面调整 ，长征-9号新构型拥有了更高的运载系数和运载效率 ，并考虑到了回收复用 。至少芯一级具备回收复用能力 。2022年，龙乐豪院士在《科创中国·院士开讲》第十二期节目再一次公布了长征-9号的新构型 。据悉 ，新型长征-9号采用三级串联构型 ，同样取消了捆绑式助推器 ，其在外形上与21版的长征-9号并没有太大的区别 ，只是火箭发动机不一样 。据悉，22版长征-9号芯一级配置26台200吨级液氧甲烷发动机；芯一级配置4台120吨级氢氧发动机；芯一级配置1台120吨级高空氢氧发动机 。火箭全长110米 ，最大直径10.6米 ，起飞质量4122吨 ，起飞推力5200吨 。近地轨道运力150吨 ，地月转移轨道运力50吨 。22版长征-9号相较于21版显著不同之处在于芯一级换装了液氧甲烷动力 。相较于液氧煤油动力 ，液氧甲烷动力含碳量比较小，密度高 ，不会结焦积碳 ，性能适中 ，更有利于提高火箭的重复使用 ，适应未来重型运载火箭的发展趋势 。中国工程院院士 、长征火箭总师龙乐豪展示的长征-9号的新构型长征-9号三次变化 ，并非偶然 ，而是我国适应未来重型运载火箭发展趋势的三步走计划。早在5年前 ，航天科技一院型号总师张智就曾披露 ，重型运载火箭的发展分为三个阶段：第一阶段 ，完成系列构型模块的研制 ，实现火箭首飞 ，使我国进入空间能力达到国际先进水平 ，满足火星取样返回 、载人月球探测等重大工程的需求 。第二阶段 ，进一步完善重型火箭系列化构型 ，并进行应用飞行 ，同时利用可重复使用技术进一步降低火箭成本 。第三个阶段 ，研制人员将研发更新的技术 ，例如新材料 、新动力等 ，提高运载能力和技术水平 。火箭也将提高对载人登火 、空间太阳能电站等更大规模空间探测任务和基础设施建设的适应性 ，支撑我国全面建成航天强国。显然 ，长征-9号的三次变化 ，就是我国重型运载火箭三个阶段的不同体现，未来肯定还会出现其他更先进的设计和变化 。在2022年第十四届珠海航展上 ，再次亮相的长征-9号重型火箭就采用的是取消了捆绑式助推器的光杆设计 ，采用三级串联、一级多发并联和可复用设计 ，在展出的模型上 ，可以清晰地看到其加装了格栅控制舵 ，这意味着当一级火箭将二三级火箭及载荷送入太空之后，还能再次返回地球并完成回收。在2022年第十四届珠海航展上，长征-9号重型火箭取消了捆绑式助推器 ，采用了光杆设计长征-9号重型运载火箭有3个主要用途 ，一是作为未来我国建立月球基地的往返运载工具，二是执行火星探测任务和其他深空探测任务，三是今后可用于发射超大型航天器 ，例如建设太空太阳能发电站 、建设航天母舰 、建设太空城等等 。这些任务需要极大的运力 ，如果不能降低发射成本，那根本就无法实现 。新型长征-9号运载火箭的总体设计思路就是降低单次发射成本 ，适当减少发动机型号并增加一级可重复利用设计 ，燃料也采用低廉的煤油或者液化甲烷 ，降低发动机成本和燃料成本 ，对于未来我国航天技术的发展 ，降低火箭发射成本 ，意义重大 。据悉 ，我国长征九号重型运载火箭已经取得阶段性研究成果，任务规划预计将在2030年前后实现首飞。届时 ，中国成为重型火箭领域的佼佼者 ，正如龙乐豪院士所言 ：“中国火箭运载能力将进入世界第一梯队甚至处于前列” 。