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回复:长文科普长征五号B运载火箭

只看楼主收藏回复

我现在把被吞的“技术部分重新发一遍”


IP属地:陕西来自Android客户端49楼2022-09-07 10:20
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    三:长征五号B运载火箭的具体配置
    (一)助推器
    基本情况:
    助推器是“长征五号”火箭的重要组成部分,为全箭提供竖立状态支撑和助推飞行段主要推力,提供全箭90%以上的起飞推力,可以说长五就是助推器抬起来的。“长征五号”火箭助推器标称直径为3.35 m,尾部最大宽度5.85 m,总长约27.7 m,采用液氧煤油推进剂,每个助推器推进剂加注量为146吨,燃烧时间为175秒。
    增压系统:
    助推器液氧箱在煤油箱之上,通过煤油箱中间的隧道管向发动机输送液氧。液氧箱采用常温氦气加温增压方式,多个气瓶安装在头锥内部,氦气经发动机氦加温器加温后进入贮箱增压;煤油箱采用常温氦气增压方式,多个气瓶安装在箱间段上。





    IP属地:陕西来自Android客户端50楼2022-09-07 10:22
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      学习了


      IP属地:江苏51楼2022-09-07 10:35
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        动力系统:
        长征五号B每个助推器采用两台YF100型高压补燃液氧煤油发动机。准确的说,是内侧可以8度单向摆动的YF100F和外侧固定的YF100H,每台地面推力约122吨,真空推力约136吨,地面比冲约300秒,真空比冲为335秒,每秒流量总共409公斤,可实现65%的节流,燃烧室室压为18兆帕,发动机地面启动,一次点火。
        发动机采用自身启动和三乙基铝—三乙基硼烷teateb点火剂电火,即点火指令下达后,氧化剂利用贮箱压力经预压泵、主泵增压后进入燃气发生器; 燃料同样在箱压作用下经预压泵、一级泵增压后分为两路,少部分经二级泵进一步增压后进入燃气发生器,与此同时撞破点火剂储存管的膜片把点火剂冲到预燃室同液氧产生剧烈反应完成点火,绝大部分在对推力室冷却后进入推力室喷嘴; 全部氧化剂与少部分燃料在燃气发生器中燃烧,产生高压富氧燃气,驱动涡轮泵,之后进入推力室,与大部分燃料再次燃烧( 即补燃) ,产生高温高压的燃气,燃气经喷管喷出产生推力。所以很多去现场看过的朋友会产生疑问:既然都富氧了怎么还有黑烟?我第一次看也有这种疑问,因为预燃室是富氧的但燃烧室总体还是燃料多的。
        液氧煤油发动机有化学点火、火药点火和电火花点火等点火方式。液氧煤油发动机的点火包括发生器点火和推力室点火,根据不同要求一种发动机可以选用不同的点火方式。世界第一台液氧煤油补燃发动机是俄罗斯生产的代号为11D33的发动机,早期采用火药点火方式,后续为了提高可靠性改为了化学点火方式。F-1发动机的发生器采用火药点火,推力室采用化学点火;NK-33发动机的发生器采用化学点火,推力室采用火药点火。YF-100发动机推力室和发生器均采用化学点火。然而最令人啼笑是非的是联盟火箭的起飞级RD107(A)和RD108(A),这家伙您猜怎么点火的?直接桦木火把上面放上火药伸进燃烧室,点燃了火把后才把液氧和煤油放出来完成点火。直到在库鲁发射场发射后才改成电火花点火,即利用一点点的氧来制造明火点燃发动机。果然最高端的食材往往需要最简单的烹饪,最高端的科技只需最简单的启动。
        发动机的启动技术也分为三种,第一种就是像YF100这样的贮箱压头启动,也就是自身启动,第二种是火药点火器启动,像YF115,用火药点火器起旋涡轮后才放出推进剂。第三种就是用高压氦气瓶吹动涡轮泵后才放出推进剂,像RD8,也就是天顶火箭二级游机。


        IP属地:陕西来自Android客户端52楼2022-09-07 10:39
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          (二)芯一级
          基本情况:
          长征五号B芯一级是其入轨的关键(准确的说整个火箭没有不关键的),如果说助推器把火箭抬起来,一级就要直接把荷载送入预订轨道,这也就是一级半的解释,助推器分离后一级直接怼入轨。在基本型中则加速到6.2km/s的速度。可以说是一级当两级用了。而且氢氧发动机效率高,所以完全不影响空间站任务的进行。火箭箭体主体直径5m,长33.16m,这也是其“胖五”的由来,中国第一款直径五米的火箭!之前都是3.35m,采用液氢液氧推进剂,上部为液氧推进剂箱,下部为液氢推进剂箱,推进剂加注质量约166吨,工作时间可视任务不同而调整,在目前的几次飞行任务当中推进时间为470—500秒。无论体积还是空重均是中国规模最大的火箭级。
          增压系统:
          火箭一级采用自生增压系统,即利用发动机加热汽化的推进剂进行储箱增压,液氧贮箱采用开式自生增压方案,液氢贮箱采用闭式自生增压方案,介质均由发动机提供。说通俗点,开式自生增压就是增压流量恒定不进行调节的增压,闭式就是要进行闭环反馈调节。



          IP属地:陕西来自Android客户端53楼2022-09-07 10:40
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            动力系统:
            长征五号B火箭芯一级采用两台可双向摆动的YF77(G)发动机, 每台地面推力为50吨级,现在已增推至约57吨,真空推力为70吨级,采用燃气发生器循环,是中国在役的推力最大的起飞级氢氧发动机(但是在国际上仍有差距,期待未来的YF90研制顺利,这样我们绝对第一梯队)。真空比冲约为430s,地面比冲约为310s,推进剂流量约每台每秒167公斤,燃烧室压力10.2兆帕,采用地面一次启动的方式。
            发动机的启动和点火均由火药启动器来完成,发动机工作时,采用火药起动器起旋涡轮,推力室和燃气发生器陆续由火药点火器点火。从泵后引出一小股燃料和氧化剂进入燃气发生器,其余进入燃烧室,燃气发生器工作产生的燃气分为两路供给氢涡轮和氧涡轮做功,然后分别由氢、氧涡轮排气管直接排出。液氢、液氧由泵供给推力室和燃气发生器。在氧涡轮入口设置两个燃气阀实现发动机混合比的调节,液氢则在进入燃烧室之前先环绕喷管进行再生冷却,随后有极小的一部分被排放掉进行排放冷却。



            IP属地:陕西来自Android客户端54楼2022-09-07 10:40
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              (三):整流罩和分离系统
              长征五号B的整流罩是中国现役最大的整流罩,直径5.2m,长20.5m,可用容积不低于345立方米,可用直径4.5m,大于空间站大柱段的4.2m,外形是标准的冯•卡门曲线,分离时采用分离弹簧采用旋转式分离的方式保证分离成功。
              长征五号B的星箭接口采用线性分离方式完成舱箭分离,毕竟他要打的都是大家伙,线形分离方案采用“膨胀管+双凹槽板”的线形分离装置进行连接和解锁分离,目前可以支持 Φ4100 mm 接口。线性分离装置具有可靠性高、结构刚度连续、承载能力强等优点。
              当然了,火箭的适配器也得增强,毕竟长五基本型标准荷载最多十几吨,长五B得22吨往上,适配器必须加强。


              IP属地:陕西来自Android客户端55楼2022-09-07 10:41
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                感谢楼主做的科普,学到了不少东西。
                关于长五B不能受控再入的问题,我觉得现在没有国际法约束这种行为,但是法律是对人的最低要求,我们不能用最低要求来要求自己。由于不可控再入,砸到谁的头上都有可能,所以会使其他国家的人心里不舒服。将心比心,如果是其他国家发射不可受控再入的这么大的火箭,可能会砸在我的头上,我也会不舒服,甚至抗议。
                我查到的资料是,现在这么大的火箭不能受控再入的,好像只此一家了。其他家的大型火箭,都解决了这个问题。我们还是要改进技术,早日升级长五B,解决不可受控入轨的问题。


                IP属地:广东56楼2022-09-07 13:28
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                  感谢分享!


                  IP属地:广东57楼2022-09-09 08:28
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                    好科普。楼主继续.......


                    IP属地:四川58楼2022-09-09 16:09
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                      好顶赞


                      IP属地:天津来自Android客户端59楼2022-09-24 13:40
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                        IP属地:安徽来自Android客户端60楼2022-10-12 21:11
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                          IP属地:广东来自Android客户端61楼2023-05-02 12:19
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                            长征五号还有很大优化空间,比如把二级换成共底能好不少


                            IP属地:上海来自Android客户端62楼2024-07-29 03:03
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                              IP属地:河南来自Android客户端63楼2024-11-12 23:50
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