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長征八號性能上不“出色”的火箭為什么要服役?

中科院半導體所 ? 來源:中科院半導體所 ? 作者:中科院半導體所 ? 2021-01-06 11:48 ? 次閱讀

2020年12月16日,長征八號遙一運載火箭垂直轉運至發射區,進入了發射倒計時。

2020年12月22日中午12時37分,長征八號成功發射!

但你或許不知道的是,與已經發射的長征五號和長征七號相比,長征八號在性能上比起前兩位,并不那么“出色”。

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火箭運載能力對比(單位:噸)

LEO:近地球軌道

GTO:地球同步轉移軌道

SSO:太陽同步軌道

那么,在長征五號和長征七號都已經競先亮相的情況下,一款在性能上不“出色”的火箭為什么還要服役呢?

首先是因為,我們在SSO(太陽同步軌道)上的運力有缺陷,在3t~4.5t這個量級,用長五或者長七不僅是“殺雞焉用牛刀”——不僅浪費運力,而且還費錢!

其次,不僅運力不夠,而且燃料偏二甲肼和四氧化二氮不僅貴,還有毒……有毒。

而長征八號,加上助推器是4.5t,去掉是3t,簡直完美。燃料主要也是危害較小的液氫液氧煤油。且長征八號的成本相對來講是比較低的。

一方面,在設計上,一子級與長征七號芯一級基本一致,二子級與長征三號甲系列一致。二者都有著成熟的設計與發射經驗,降低了研發成本。

而在制造上,也通過系列化,組合化的思路,讓火箭的制造成本與時間都更少。

這不僅是技術上的創新,更是流程結構上的創新。

所以,這是一款瞄準太陽同步軌道的成本適中的火箭。

實際上,我們開始的設計目標便是“商業化、低成本、方便快捷、好使用”。設計師們也對其抱有厚望,將其定義為“我國唯一具有不同配置、應對不同用戶需求的火箭”。

在新的制造與運營思路下,最終我們會達到履約周期12個月,發射周期10天,發射速度可以達到一年10發甚至一年20發的速度。這是其他長征系列火箭想不到的發射速度,比如長征五號,一年發射速度也就在2-3發。(別罵了別罵了)

因此

天生我材必有用

就是對長征八號出世的最好解答

說起商業航天,我們就不得不提到在世界商業航天領域如日中天的SpaceX。

在發射周期與成本方面,SpaceX都是極為優秀的。這其中,SpaceX的回收技術是降低火箭高額成本的重要方式之一。而商業航天發展中比拼的主要因素之一就是成本。

要知道,火箭發射主要成本都在發動機等發射部件中,燃料的費用其實并不高昂:以全新獵鷹9號為例,其成本約為5000萬美元,但燃料只有20萬美元。特別是我們新一代的火箭都是液氫液氧煤油等燃料,這里面還沒有一個是貴的。

作為一款商業航天火箭,長征八號在設計之初就考慮到了回收的構型,這一構型就是CZ-8R,將會在未來亮相。

8R還采用了獨具特色的整體回收方案:芯一級與助推器不分離,共同返回(勤儉持家的優良傳統)。而在火箭回收技術方面,無論是二次點火還是柵格舵控制飛行姿態,亦或是空中懸停、主從機協調以及針栓式噴注器等,我們都在穩步前進,其中不乏民用航天公司的身影。

伴隨著長征八號的首飛,相信在不久的未來,我們也會實現自己的可回收火箭飛行。在商業航天以及未來航天技術上,我們也有光明的未來。

原文標題:久等了,長征八號!

文章出處:【微信公眾號:中科院半導體所】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

責任編輯:haq

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