最具运营经济性的一种LTO运力达100吨级的长征九号火箭构型设计方案

 

早前，高凉陈君在评论中就已经谈及到这一种长征九号火箭的构型设想，现在决定再进行一次具体的设计方案细化。

 

第一，火箭各部分构成级段的设计参数（高凉陈君在此仅仅提供一条设想思路、具体设计参数则以专家们的专业论证为准）。

 

一，主芯级。

 

     主芯级火箭的直径达10米，长度为50米左右。使用9台缩短喷管的改进型YF460煤油发动机并联研制，合计起飞推力460*9＝4140吨。持续工作时间为160秒左右。并且主芯级具备可重复使用的能力。

 

     主芯级合计起飞质量为2400吨左右。

 

一，助推器。

 

1，使用目前921载人运载火箭的5米直径YF100K煤油助推器（具备可重复使用的能力）。推力为120*7＝840吨，起飞质量为500吨左右。

 

       2，研制10米直径的YF460煤油发动机CBC助推器模块（具备可重复使用的能力）。推力为460*9＝4140吨，起飞质量为2400吨左右。

 

3，使用直径为2点6米的500吨级推力的大型固体燃料助推器（2个分段组装而成）。推力为500吨级，起飞质量为200吨。

 

这一款火箭捆绑使用500吨级固体燃料助推器的核心目标是要微调与平滑运力曲线，优化“光棍版火箭”的起飞推重比。并满足中国固体燃料火箭研制机构在长征九号火箭上的“利益分享诉求（政府饭、大家赚，这也是没有法子的事）”。但由于无法重复使用，在经济上并无太多的可取之处，权当是“聊胜于无”。

 

     三，第二级。

 

     直径7点5米，长度30米左右。使用9台高空版YF100K煤油发动机并联研制，合计推力120*9＝1080吨。

 

     第二级合计质量为700吨左右。

 

四，氢氧上面级。

 

1，使用YF75D氢氧上面级发动机。

 

直径7点5米，长度20米左右。使用7台YF75D上面级氢氧发动机并联研制，合计推力9*7＝63吨。

 

YF75D版本的氢氧上面级合计质量为140吨左右。

 

2，改为使用高空版本的YF77改进型氢氧发动机（未来升级目标）。

 

直径7点5米，长度为30米左右。使用2台高空版YF77上面级氢氧发动机并联研制，合计推力70*2＝140吨。

 

YF77版本的氢氧上面级合计质量为200吨左右。

 

五，整流罩。

    

     1，使用7点5米直径的常规整流罩。长度为20米左右。重量为11吨左右。

 

     2，使用10米直径的巨型整流罩。长度为30米左右。重量为17吨左右。

 

第二，常用火箭构型的具体数据。

 

一，光棍版方案。

 

A，一次性版本。

 

起飞推力4140吨。起飞质量2400+700+140（使用YF75D氢氧发动机的版本）+11＝3251吨（载荷重量未计算入）。推重比为1点27。

 

火箭长度为50+30+20+20＝120米。

 

LEO运力估计为120吨左右，GTO运力估计为65吨左右，LTO运力估计为40吨左右。

 

B，可重复使用版本。

 

LEO运力估计为80吨左右，GTO运力估计为43吨左右，LTO运力估计为26吨左右。

 

二，捆绑2枚921载人运载火箭的5米直径YF100K煤油助推器的构型方案。

 

A，一次性版本。

 

起飞推力合计4140+840*2＝5820吨。起飞质量合计3251+500*2＝4251吨（载荷重量未计算入）。起飞推重比为1点369。

 

火箭长度也为120米。

 

LEO运力估计为166吨左右，GTO运力估计为90吨左右，LTO运力估计为55吨左右。

 

B，可重复使用版本。

 

LEO运力估计为110吨左右，GTO运力估计为60吨左右，LTO运力估计为36吨左右。

 

三，捆绑2枚10米直径的YF460煤油发动机CBC助推模块的超级巨型火箭方案。

 

A，一次性版本。

 

起飞推力合计4140+4140*2＝12420吨。起飞质量合计3251+2400*2＝8051吨（载荷重量未计算入）。起飞推重比为1点542。

 

火箭长度则为130米（使用直径达10米、长度达30米的巨型整流罩 ）。此一款CBC巨型火箭的外形矮胖，与原苏联研制的能源M火箭将非常相似。

 

LEO运力估计为350吨左右（理论数据、LEO版本的专用火箭未来大概率不会研制），GTO运力估计为190吨左右，LTO运力估计为115吨左右。

 

B ，可重复使用版本。

 

LEO运力估计为233吨左右（理论数据、LEO版本的专用火箭未来大概率不会研制），GTO运力估计为126吨左右，LTO运力估计为76吨左右。

 

总结。

 

参考今天美国猎鹰9、9H火箭的构型演进发展历程，高凉陈君认为此一版本的长征九号火箭研制方案明显是“最具经济运营价值与研制技术风险最低”的中国巨型火箭研制方案了。而且中国的固体燃料助推器研制机构也可以在此一款火箭的研制过程中获得大量的使用机会。象“光棍版火箭”在发射时，如果能够捆绑上2枚500吨级推力的固体燃料助推器，就能够大大优化火箭的起飞推重比不足的问题（起飞推重比将提升到1点4左右）。因此方方面面势力都能够接受。

 

同样，此一款火箭与目前版本的5米直径921载人运载火箭也成功地拉开了运力距离，不构成任何重复建设的浪费风险。

 

其顶配版火箭的LTO运力更是高达110吨以上，完全可以用于建设中国未来的月面长期驻人科学考察站（参考今天人类南极科学考察站的规模、也是常驻10至15人的级别）。

 

因此，高凉陈君认为这一款长征九号火箭研制方案，未来将能够象原苏联研制的著名R7－联盟火箭家族那样，完全可以满足未来100年中国的所有外星载人探索需求。

 

陈天（高凉陈君）

 

     2019/3/21