三次变化,再现“新颜”，长征-9号重型运载火箭

兵工科技2023年8期《环台岛“联合利剑”演习》全新上市，新颜喜欢的次变朋友可以关注兵工科技快讯进行购买！2022第十四届珠海航展上，化再火箭以中国航天科技集团为代表的现长航天工业，就携带众多“高、征号重型精、运载尖”航天科技展品集中亮相 ，新颜其中不乏备受瞩目的次变明星产品，集中体现了我国在探月、化再火箭探火、现长火箭、征号重型空间站等航天领域的运载进步与成就 。中国航天，新颜正在不断奋进。次变作为我国未来航天空间探测 、化再火箭运载的新主力 ，长征-9号重型运载火箭模型再度亮相。不过不同于以往的捆绑式结构
，而是变成了光杆设计，就像美国的“星舰”运载火箭一样。长征-9号重型运载火箭模型长征-9号重型运载火箭，是我国目前正在论证研发的新一代重型火箭，未来将主要用于我国的深空探测 、载人登月、空间基础设施建设等任务。关于长征-9号，我国曾在2011年就提出了基本构型与参数
 ，称为2011版。在这版设计当中，长征-9号采用三级半构型（三级火箭加四个助推器），4个助推器每台配备2台推力4800千牛的YF-130液氧煤油发动机，芯一级配备4台4800千牛的YF-130液氧煤油发动机，芯二级配备2台推力2200千牛的YF-90氢氧发动机，芯三级配备4台250千牛的YF-79氢氧发动机 。长征-9号基本型全长103米 ，起飞质量4137吨 ，起飞推力5873吨 ，近地轨道（LEO）运力140吨 ，地月转移轨道（LTO）运力50吨，地火转移轨道（MTO）运力44吨。2021年 ，中国工程院院士、长征火箭总师龙乐豪在香港大学做了名为《长征火箭与中国航天》的演讲
，又透露了中国航天的许多新进展
，其中包括长征-9号的新构型 ，可以称作2021版长征-9号 。在21版当中
，长征-9号无论是箭体尺寸，还是发动机、助推器都做出了显著调整
，运力进一步提升 。据悉，21版长征-9号采用三级构型（可简化为两级） ，取消了捆绑的4个助推器 ，其中芯一级直径10.6米 ，配备16台YF-135型360吨级液氧煤油发动机，芯二级直径也是10.6米
，配置4台120吨级氢氧发动机 ，芯三级直径缩减为7.5米，配备1台120吨级高空氢氧发动机，有效载荷整流罩直径为9米。21版长征-9号箭长108米 ，起飞质量4122吨，起飞推力5873吨 ，近地轨道（LEO）运力150吨（两级状态），地月转移轨道（LTO）运力53吨。亮相2018珠海航展的长征-9号重型运载火箭模型 ，最初版本的长征-9号采用三级半构型，即三级火箭加四个助推器相较于11版长征-9号，21版长征-9号箭体拉长了5米 ，最大直径增加了1.1米
，在起飞质量与起飞推力基本不变的情况下，近地轨道（LEO）运力提升了10吨以上，地月转移轨道（LTO）运力提升了3吨。总体而言  ，经过多方面调整 ，长征-9号新构型拥有了更高的运载系数和运载效率  ，并考虑到了回收复用。至少芯一级具备回收复用能力 。2022年
，龙乐豪院士在《科创中国·院士开讲》第十二期节目再一次公布了长征-9号的新构型。据悉，新型长征-9号采用三级串联构型，同样取消了捆绑式助推器，其在外形上与21版的长征-9号并没有太大的区别 ，只是火箭发动机不一样。据悉，22版长征-9号芯一级配置26台200吨级液氧甲烷发动机；芯一级配置4台120吨级氢氧发动机；芯一级配置1台120吨级高空氢氧发动机。火箭全长110米 ，最大直径10.6米 ，起飞质量4122吨
，起飞推力5200吨
。近地轨道运力150吨
 ，地月转移轨道运力50吨。22版长征-9号相较于21版显著不同之处在于芯一级换装了液氧甲烷动力 。相较于液氧煤油动力，液氧甲烷动力含碳量比较小 ，密度高，不会结焦积碳，性能适中，更有利于提高火箭的重复使用，适应未来重型运载火箭的发展趋势。中国工程院院士、长征火箭总师龙乐豪展示的长征-9号的新构型长征-9号三次变化，并非偶然，而是我国适应未来重型运载火箭发展趋势的三步走计划 。早在5年前 ，航天科技一院型号总师张智就曾披露 ，重型运载火箭的发展分为三个阶段：第一阶段
，完成系列构型模块的研制 ，实现火箭首飞，使我国进入空间能力达到国际先进水平
 ，满足火星取样返回 、载人月球探测等重大工程的需求。第二阶段
，进一步完善重型火箭系列化构型，并进行应用飞行，同时利用可重复使用技术进一步降低火箭成本。第三个阶段，研制人员将研发更新的技术，例如新材料、新动力等，提高运载能力和技术水平。火箭也将提高对载人登火、空间太阳能电站等更大规模空间探测任务和基础设施建设的适应性，支撑我国全面建成航天强国。显然，长征-9号的三次变化 ，就是我国重型运载火箭三个阶段的不同体现
，未来肯定还会出现其他更先进的设计和变化。在2022年第十四届珠海航展上，再次亮相的长征-9号重型火箭就采用的是取消了捆绑式助推器的光杆设计 ，采用三级串联
、一级多发并联和可复用设计 ，在展出的模型上，可以清晰地看到其加装了格栅控制舵，这意味着当一级火箭将二三级火箭及载荷送入太空之后，还能再次返回地球并完成回收
。在2022年第十四届珠海航展上，长征-9号重型火箭取消了捆绑式助推器，采用了光杆设计长征-9号重型运载火箭有3个主要用途，一是作为未来我国建立月球基地的往返运载工具
，二是执行火星探测任务和其他深空探测任务，三是今后可用于发射超大型航天器，例如建设太空太阳能发电站、建设航天母舰、建设太空城等等  。这些任务需要极大的运力 
，如果不能降低发射成本，那根本就无法实现
。新型长征-9号运载火箭的总体设计思路就是降低单次发射成本，适当减少发动机型号并增加一级可重复利用设计
 ，燃料也采用低廉的煤油或者液化甲烷，降低发动机成本和燃料成本
，对于未来我国航天技术的发展
，降低火箭发射成本，意义重大。据悉，我国长征九号重型运载火箭已经取得阶段性研究成果 ，任务规划预计将在2030年前后实现首飞。届时，中国成为重型火箭领域的佼佼者
，正如龙乐豪院士所言：“中国火箭运载能力将进入世界第一梯队甚至处于前列” 。

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