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  • 1 # kk天702

    阿特拉斯5運載火箭也就是更多人熟知的宇宙神5運載火箭,該火箭作為美國軍用衛星的專屬運載火箭之一,承擔了美國軍方很多偵察衛星的發射任務。的確從火箭總推力來看,宇宙神5運載火箭的總推力已經和中國現役最大的的長征五號運載火箭持平,但是在具體的運載力和火箭自身重量方面又有很大的差異,比如長征五號近地軌道運載力高達25噸,地球同步轉移軌道也有14噸的運載力,但是長征五號自身發射重量高達878噸;而作為對於宇宙神5運載火箭雖然近地軌道運載力只有19.8噸,地球同步轉移軌道運載力也只有9噸,但是該火箭發射質量卻只有569噸,這樣算下來的話長征五號的單位發射重量比宇宙神5運載火箭低了不少。

    其實之所以兩款火箭在發射載荷相差並不是很大的情況下,自身發射重量有較大差異的核心原因還是在於其採用的動力系統不同所導致的。比如長征五號和宇宙神5雖然都是兩級半結構,但是長征五號芯一級採用了兩臺海平面推力50噸的氫氧火箭發動機,四臺助推器也使用了多達8臺海平面推力為120噸的液氧煤油火箭發動機,所以整個火箭發射總推力=50*2+8*120=1060噸;

    而美國的宇宙神5運載火箭芯一級採用了一臺俄羅斯製造的RD180液氧煤油火箭發動機,該發動機海平面推力高達400噸,外加5臺單臺推力127噸的固體火箭助推器,使得宇宙神5運載火箭發射總推力也達到了400+127*5=1035噸。

    但是造成兩款火箭自身重量相差較大的原因就體現在發動機型別和數量上了,比如先從火箭發動機自身重量來說,長征五號一級火箭算上四臺助推器發動機總數量達到了10臺,按照官方公佈的發動機重量來計算的話,長征五號一級火箭的這10臺液體火箭發動機自身幹質量就不低於30噸,而宇宙神5火箭芯一級採用了一臺質量只有5.5噸但是推力卻高達400噸的RD180液體火箭發動機,外加五臺固體火箭助推器幹質量的話,實際上從發動機數量還是固體火箭發動機結構相比液體火箭發動機結構更為簡單、質量更輕這兩點來說,長征五號一級火箭自身的重量都要比宇宙神5運載火箭重不少。

    其次從燃料角度來說,長征五號在起飛階段90%的推力由四臺助推器提供,而宇宙神5火箭在起飛階段由五臺固體助推器提供的推力只佔總推力的60%。什麼概念呢?這意味著宇宙神5火箭不捆綁任何助推器的情況下仍然具有一定的發射載荷,而長征五號依靠芯一級推力連自身都飛不起來。

    而且相比固體火箭助推器使用的燃料主要由將近90%的鋁粉末和氧化鐵以及一些粘合劑組成而言,主要使用液氧煤油燃料的長征五號使用的煤油自身的高達0.8比重也直接增加了火箭自身的發射重量。

    所以總的來說,長征五號雖然和宇宙神5運載火箭的發射總推力基本一樣,但是因為長征五號採用的全液體動力方案自身存在液體火箭發動機比固體火箭發動機結構複雜、重量更大的特點,而且液氧煤油燃料也要比固體燃料重很多,所以這就導致全液體的長征五號自身重量超過液體+固推的宇宙神5運載火箭不少。當然當年在研發長5的時候也曾有過捆綁更多數量固體助推器來提升長5發射載荷的方案,但是介於固體火箭發動機比衝較低,而且無法隨意調節推力輸出,所以最終還是選擇了現階段我們看到的全液發方案。

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