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整流罩比胖五還粗,長征八號完成重大升級,中軌運力提升達51%

2024-02-06 20:41:16

長征八號(CZ-8)是我國新一代中型中低軌道兩級液體捆綁式運載火箭,火箭總長50.3米,芯一級直徑3.35米,以液氧和煤油作為推進劑,採用兩臺120噸級推力的YF-100發動機;還有兩個同樣使用該型發動機的直徑2.25米的助推器,二級直徑三米,以液氫和液氧為推進劑,採用兩臺8噸級推力的YF-75發動機,具備二次啟動能力。

長征八號火箭起飛質量約356噸,一級推力480噸,主要用於發射近地軌道或太陽同步軌道有效載荷,其近地軌道(LEO)運載能力約7.6噸,700千米SSO運載能力約4.5噸,GTO運載能力約2.5噸,如果在長征八號火箭基礎上去掉助推器,SSO運載能力達到3.0噸。

很顯然,長征八號是一款適合現代航天發射需求的通用性火箭。不過近日它的一項升級又完成了,據來自中國航天火箭技術研究院今年2月3日的訊息,當日18時30分,長征八號改進型運載火箭(簡稱“長八改火箭”)二子級暨通用氫氧末級在北京成功完成了動力系統的首次試車,意味著其二級火箭完成重大升級。



之前長八火箭二級採用的是3米直徑氫氧末級,直徑低於一級箭體,而本次試車二級火箭改用了3.35米直徑的通用氫氧末級,對應的發動機由此前的2臺YF-75氫氧發動機替換為YF-75H氫氧發動機,它是由YF-75D氫氧發動機改進的,採用閉式膨脹迴圈,透過提升渦輪泵轉速等改進方法使得單機真空推力較YF-75D提升了1噸,達到10噸級別。而且這款二級火箭將不僅是長八改使用,也是為中國新一代中型運載火箭提供一個通用型產品。

長八改火箭總設計師宋徵宇介紹稱:“它對提升長征火箭的綜合性能,特別是在低軌800至1000公里或者800至1200公里軌道上提升運載能力、發揮氫氧發動機比衝大的特點具有重要的作用。而本次試車的成功,對整個研製工作及後續型號首飛意義重大。”

“長八改”暫定於2024年10月在海南商業航天發射場1號工位首飛。不過長征八號要改動的可不只是二級火箭,它的整流罩也要改動了,之前它配置的是4.2米直徑的整流罩,改進之後採用了5.2米直徑的整流罩,直徑整整加大了一米。

整流罩內部的容積也將大大增加。如果將其看作一個長度10米的圓柱體,那麼其體積可達212立方米,內部容積可達200立方米左右, 比直徑4.2米長度相同的整流罩體積大了74立方米,容積也大70立方米左右。

經過這次改進之後,長八火箭到高度將達50.54米,起飛總質量約371噸,很顯然是長征八號又變大了。其一級推力仍為480噸,但由於二級運力的加強,火箭的運載效率也得以提升,其近地軌道運載效率達到2.7%左右,從7.6噸提升到了10噸,運力提升了31.6%,幅度已近1/3,而900千米太陽同步軌道運載效率為1.83%,從之前的4.5噸(700千米軌道)提升到了6.8噸,運力提升了51%還多,提升幅度超過了1/2。這也說明“長八改”運載效率在中高軌發射任務方面擁有更大的優勢。

長征八號的研製目標是要打造成可重複使用的火箭的,其R型火箭正是基於長征八號已有的火箭動力系統配置,透過發動機推力適度調節和多次點火實現一級火箭垂直著陸,即芯級和兩個助推器一起著陸。但近兩年來未見該型火箭這方面的訊息。

訊息來源:中國航天火箭院官網2月5日文章《長征八號改進型運載火箭二子級暨通用氫氧末級動力系統首次試車成功》

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