朱雀二号复飞成功为啥引国内外媒体关注?打败星舰,创造了历史
2023-11-03
更新时间:2023-11-03 15:43:01 作者:知道百科
北京时间12月9日上午,中国航天科技集团成功发射了“朱雀二号”火箭,成功将实践九号卫星送入预定轨道。这一重要里程碑引起了国内外媒体的广泛关注。作为中国航天领域的重要突破,"朱雀二号"的成功发射不仅令中国在太空科技领域取得了显著进展,更为国家的航天事业树立了可喜的榜样。同时,这也意味着中国在航天领域与国际巨头的竞争中取得了重大胜利,为中国航天的崛起写下了历史的一笔。
激动人心,我国民营航天朱雀二号复飞成功了,中国又创造了历史:世界上首枚发射成功的液氧甲烷火箭!
朱雀二号这次复飞,可是被国内外很多网友关注,在还没发射之前,就有网友在社交媒体上天天倒数着朱雀二号的发射日子,国外一些网友也很关注朱雀二号的发射进度,天天看官网朱雀二号的动态。
发射成功后,我国官媒新华社、人民网、央视新闻客户端等都对这次发射进行了报道,也可以看得出这枚火箭的分量了。
为啥朱雀二号会吸引这么多的关注呢?
不是因为它是中国民营航天火箭,而是它使用的是液氧甲烷发动机,而液氧甲烷发动机是航天领域的新宠,是航天界的未来!
目前全球一共有10枚液氧甲烷火箭:
星舰,新格伦,火神半人马,人族R,中子号,人族一号,stoke space,以及中国的朱雀二号、双曲线二号和长征九号。
其实去年朱雀二号就首飞了,遗憾的是失败了,而且失败的非常可惜,因为它前面任务都成功了,火箭都已经进入太空了,就差最后临门一脚,因为二级发动机游机出现问题没能发射成功,非常遗憾。
原以为全球首枚液氧甲烷火箭发射成功这个历史,要由美国的人族一号或者星舰创造了,没想到的是,人族一号在3月22日首飞失败,二级成功分离,但飞行约3分钟后,火箭出现问题,未能进入轨道。
星舰在4月20日首飞也失败了,升空后不久就被发现一级多台发动机工作不正常,发射后2分30秒姿态失稳,最终解体爆炸。
兜兜转转一大圈,最后还是朱雀二号复飞,才成功创造历史,从这也能看出液氧甲烷火箭的研发难度之高。
所以,看明白了吗,各国和各个企业新研发的火箭,都在研发液氧甲烷火箭,它才是航天的未来,是绝对的热门,因此使用液氧甲烷火箭的朱雀二号发射成功,意义才如此重大,创造了人类的历史。
航天探测:为什么各国都选择液氧甲烷火箭?常用的液体火箭推进剂分为3种:
四氧化二氮,偏二甲肼,这类火箭推进剂有毒,所以是毒发,发射的时候尾焰是红色的,中国载人航天专用火箭长二F使用的推进剂就是毒发,但是毒发在慢慢淘汰,我国新一代载人火箭就不是毒发了。液氧煤油:液氧煤油容易在发动机里结焦、积碳,影响可重复使用性能。SpaceX的梅林发动机使用的是液氧煤油,虽然可以可重复使用,但是只能采用开式循环,会浪费大量的推进剂。液氧液氢:液氧液氢火箭非常优秀,比冲非常高,理论极限达到了532,而液氧煤油发动机只有370,液氧甲烷只有422;液氢液氧不容易出现积碳、结焦的问题,可以重复使用;并且非常环保。但它缺点也很明显,液氢的密度太低了,火箭需要带一个非常大的罐子。比如:SLS火箭携带了一个橙色大罐子,其中液氢因为密度太低了,罐子明显比液氧罐大了不少。
要知道,罐子越大,自重就越大,火箭携带的推进剂都用来把自己推上天了,有效载荷并没有增加多少。
更何况,液氢和液氧的温度差实在是太大了。
液氧的凝固点是-222.65 °C,沸点是-182.96 °C;液氢的凝固点是-259.19℃,沸点是-252.78℃,它俩要是放得太近,中间没有隔温措施,要么会导致一个冻成固体了,要么是导致一个蒸发了, 所以在设计的时候必须要控制好两个推进剂罐的温度。
液氧液氢发动机还有一个缺点,液氢价格还是比较贵的,而且运输也不方便,当然了,火箭燃料成本在整个火箭成本里面,算不得什么,这个缺点也不算是什么大问题,主要的问题还是液氢的密度太低,而且和液氧的温度差太大。
这三款燃料的缺点,刚好是液氧甲烷火箭的优点。
首先,液氧甲烷火箭没有毒,而且也不容易结焦、积碳,可以采用闭式循环,满足可重复使用的要求。
更关键的是,甲烷的密度比液氢要高多了,液态甲烷密度是422克每升,液氢密度是70克,这样一对比,虽然液氧甲烷比冲没有液氧液氢高,但是使用液氧甲烷就不用带那么大的罐子了,减少了自重,自重越轻,就意味着推进剂主要用来把载荷发射到太空,而不是推着自己这个大罐子。
液氧和甲烷的温度差也很小,液氧的凝固点是-222.65 °C,沸点是-182.96 °C;液态甲烷凝固点是-182.5℃,沸点是-161.5℃,如果把温度设定成液氧-183℃,液态甲烷温度设定成-182℃,两者都可以保持液态,而且温度差只有1℃,非常小,对设计要求就没液氧液氢那么严格了。
还有,甲烷价格比液氢便宜多了,虽然火箭燃料成本并不高,但是未来想要满足以低廉的价格进入太空,甲烷还是比液氢具有优势。
更何况,人类并不满足于近地轨道探测,未来还想要进行载人登月,载人登陆火星,而在火星上,人们就发现了甲烷,这就意味着,火箭发射时不用携带返程的甲烷,直接在火星上加注就可以了,这也减少了发射时的重量,帮助人类实现深空探索。
朱雀二号和星舰:都是液氧甲烷火箭,有啥不同?朱雀二号和星舰都是液氧甲烷火箭,但是两者差别很大,最主要的就是运力的差别,朱雀二号还属于中大型液体运载火箭,200公里近地轨道运载能力6吨,而星舰近地轨道运载能力约150吨。
为啥区别会这么大呢?
2个原因:
1:朱雀二号属于两级火箭,芯一级采用4台“天鹊-12”80吨液氧甲烷发动机;2级采用单台“天鹊”80吨液氧甲烷发动机和“天鹊”10吨级游动液氧甲烷发动机。
星舰芯一级采用33台猛禽发动机并联;二级配备了3台猛禽发动机和3台猛禽真空发动机。
2:“天鹊-12”采用的是开式循环,猛禽发动机则采用了全流量分级燃烧循环。
是这样的,把火箭罐子里的推进剂送到燃烧室,需要一个燃烧泵,燃烧泵也需要额外的动力来驱动,所以就搞了一个预燃室,预燃室把火箭燃料燃烧后,驱动燃烧泵,然后将火箭燃料送到燃烧室里。
开式循环就是,预燃室的燃料直接排到外界,但问题是一般预燃室不会让燃料充分燃烧,因为这样的话温度会过高,损坏涡轮叶片,一般会采用燃料多一些,氧气少一些的方案,但这样做的坏处就是还没有充分燃烧的燃料被排到外界,有些浪费,好处是这种设计比较简单,朱雀二号天鹊-12发动机和SpaceX的梅林发动机就是使用开式循环。
全流量分级燃烧就厉害了,目前只有猛禽发动机做到了。它是直接设计了两个预燃室,一个预燃室富燃,也就是燃料多一点,氧气少一点;另一个预燃室富氧,也就是燃烧少一点,氧气多一点。
好处是无论是燃料还是氧化剂,在进入燃烧室之前都进行了充分的预热,燃料利用更充分,但是缺点是对技术要求非常高,不仅仅是对设计要求高,对材料的耐高温要求也非常苛刻,在猛禽出现之前,全流量分级燃烧都是只存在于理论的方案。
从技术层面来看,SpaceX的星舰确实实力强劲,不容小觑,而且如果发射成功,绝对是创造了历史。
但是中国的朱雀二号复飞成功,实力也不弱,它是中国民营航天的火箭,既然是民营航天,就是要实现盈利,它瞄准的是商业卫星发射,它不需要像星舰一样具有超强的运载能力,而且如果一个刚起步的火箭公司就去研发星舰这类超重型运载火箭,投资大不说,没有技术积累,很容易就倒闭,从中小型火箭开始做起更有利于商业航天公司的发展。
从目前的情况来看,人类要实现探索外星球,液氧甲烷火箭是最好的方案,而中国在这方面并没有落后,朱雀二号复飞成功创造了历史,绝对是值得铭记的时刻。#所见所得,都很科学##中国“朱雀”全球首飞成功有何意义##朱雀二号遥二运载火箭成功发射##朱雀二号#
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