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长征五号对比其他火箭(简化但不简单的主力火箭)

长征五号对比其他火箭(简化但不简单的主力火箭)迭代导航之所以无法挽救长征五号遥二火箭,主要的原因是,迭代导航还没有来得及启动,而且动力损失的程度已经超出了迭代导航的调控范围了,就算启动火箭也无法自救。如果计算机再智能一些,它可以更加灵活地进行决策。即使无法把卫星送到目标轨道,也要算算能不能把卫星送到比较接近的其他轨道,只要卫星没有掉回到地面上,还是有机会靠自己的动力进入目标轨道的,虽然降低了寿命,但至少还活着。打个比方,高考考不上清华,也可以上个其他大学吧,实在不行上个青鸟也行啊,绝对不应该考不上就自杀吧。一旦自杀就什么都没有了,只要活着就有希望。当初印度发射火星探测器,就是发现火箭使尽全力也无法把探测器送到地火转移轨道,就给它送到了一个比较低的轨道,然后靠着卫星自己慢慢用力,最终走上地火转移轨道的。有人会说了,发动机出问题了,发射失败不是很正常吗?不一定,只要策略得当,即使发动机出问题,也有可能化险为夷,比如美国的猎鹰9火箭,即使3

中国的新火箭长征八号,应该是中国最先进的火箭,虽然推力不是最大,但至少技术上应该是最先进的吧?但是很多人没想到,长征八号很多配置不仅不是最先进的,反而选择了比较原始的技术。相信很多朋友知道这样做的原因,下面我们一起来看看长征八号有哪些不一样的地方。我是东城观星,欢迎大家在评论区发表您的观点,期待你的神评。

长征五号对比其他火箭(简化但不简单的主力火箭)(1)

一、中国新的回收技术

对于长征八号,大家比较关心的是可回收技术。关于这一点我前面已经介绍过了,这里就不再多说。值得一提的是,一旦长征八号回收技术验证成功,它的相关技术将在中国新型载人火箭上得到发扬。除了发动机可以进一步沿用以外,长征八号的垂直返回控制技术也将在新型可回收火箭上沿用。但是国内很多看客吐槽长征八号回收方式抄袭猎鹰九号,在这里,希望大家了解一下新一代载人火箭准备采用的全新落地技术。

这种新技术采用动态承接网,前期利用火箭自己的控制技术精准降落到靶场上方,降落下来后,有一个网阵负责承接火箭,网阵可以动态调整网眼位置和大小。这种智能拦截网,如果应用到捕鱼,那可真是科幻般的感觉,碰见大鱼放大网眼,碰见小鱼收缩网眼,鱼入渔网收紧网眼,让鱼没有机会逃脱。有趣不?当然用来接住火箭的网,还要有很好的弹性和很强的刚性,让沉重的火箭不用承受落地的冲击,最大程度减少火箭内部受到冲击造成的损坏。这种回收网,也可以应用到长征八号的回收上,长征八号是助推器和一级火箭一起回收,渔网可以放过大头的助推器,然后再锁紧拦住火箭,让长征八号也能享受如入云端的落地感。这项技术跟星舰一级火箭回收塔接收的技术有类似的效果,但是动态承接网比塔更加灵活,给火箭降落留出了更大的余量。

长征五号对比其他火箭(简化但不简单的主力火箭)(2)

二、长征五号催生的新技能

长征五号遥二火箭发射失败,是中国航天一个至暗时刻。虽然后面经过努力,已经把故障排除,完成了长征五号可靠性验证,让大家认可了它的安全性。但是,痛定思痛,科研人员也在反思,长征五号遥二火箭在发生故障以后有没有可能继续把载荷送入轨道?答案是可以,只是当时无法完成,这跟制导机制有很大的关系。

早期的火箭和导弹往往采用摄动制导的方式,基本是假设火箭没有故障,在火箭关机之前测量一下飞行状态,根据误差做一次轨道修订。这种方法比较原始,避免了火箭运行复杂运算,但也容易产生难以修正的误差。中国载人火箭长征2F研发催生了第二代制导技术的应用,也就是迭代制导,为了避免最后的轨道误差太大,采用实时动态调整策略,随时根据目标轨道和自己的动力情况动态调整轨迹,选择最佳方案入轨。听起来还不错吧,长征五号就是采用这样的制导策略。但是长五遥二火箭还是出了问题。

长征五号对比其他火箭(简化但不简单的主力火箭)(3)

有人会说了,发动机出问题了,发射失败不是很正常吗?不一定,只要策略得当,即使发动机出问题,也有可能化险为夷,比如美国的猎鹰9火箭,即使3台发动机故障,依然可以完成发射任务。那是动力冗余策略,中国的新一代载人火箭也将采用动力冗余,但这个方案不在今天我们要讨论的范围。除了动力冗余,还可以用智能导航的方式最大程度减少损失。

迭代导航之所以无法挽救长征五号遥二火箭,主要的原因是,迭代导航还没有来得及启动,而且动力损失的程度已经超出了迭代导航的调控范围了,就算启动火箭也无法自救。如果计算机再智能一些,它可以更加灵活地进行决策。即使无法把卫星送到目标轨道,也要算算能不能把卫星送到比较接近的其他轨道,只要卫星没有掉回到地面上,还是有机会靠自己的动力进入目标轨道的,虽然降低了寿命,但至少还活着。打个比方,高考考不上清华,也可以上个其他大学吧,实在不行上个青鸟也行啊,绝对不应该考不上就自杀吧。一旦自杀就什么都没有了,只要活着就有希望。当初印度发射火星探测器,就是发现火箭使尽全力也无法把探测器送到地火转移轨道,就给它送到了一个比较低的轨道,然后靠着卫星自己慢慢用力,最终走上地火转移轨道的。

长征五号对比其他火箭(简化但不简单的主力火箭)(4)

长征五号遥二火箭是在飞行346秒时发现故障的,这时候助推器已经分离了,距离一级二级分离还有100多秒。迭代导航一般是一二级分离以后才开始工作的,因为提前工作可能会让一级火箭的落点超出预期范围,存在一定的风险,所以设计的时候就没有在这个阶段让它工作,于是火箭不知道自己该干什么,然后就放弃自救了。如果火箭更智能一些,可以让一级二级提前分离,让二级火箭单独工作,重新规划一条路线,把卫星送到最接近目标轨道的轨道上。就好像是坐公交车,因为修路或者塌方无法路过你家附近的站点了,那就重新规划路线找一个最接近自己家的站点下车,然后走回家就好了。当然,要想这样做,像印度那样在地球上提前规划好很容易,但在天上因为出故障突然要自己规划,对软件和硬件的要求都是非常高的,尤其是需要高性能的航天芯片,这可是痛点啊。

不过长征八号已经采用了国产高性能四核航天芯片,运算频率达到500M,已经可以面对这样复杂的计算了。在没有故障的情况下依然使用传统的迭代制导方案,一旦出现故障,及时调用处理器的一个核,执行在线动态轨迹规划,能在最大程度上减少损失,提高发射成功率。待长征八号验证没有问题以后,其他新一代火箭也会用上在线动态轨迹规划技术的。

长征五号对比其他火箭(简化但不简单的主力火箭)(5)

三、长征八号简配不简单

长征八号作为最新的火箭,所采用的的材料和技术并不都是最先进的,反而有一些还很原始。

比如火箭的贮箱材料,并没有用最先进的碳纤维复合材料,也没有用最新的铝锂合金,而是选用了比较古老的铝合金。中国航天在用的有三代铝合金材料分别是5A06、2A14和2219,长征五号使用2219,921火箭很有可能用下一代的铝锂合金。长征八号并没有使用最新的材料,而是选用了第一代铝合金5A06。原因很简单,因为5A06完全够用,而且还很便宜。当然,还有一些深层的原因,我们就不细说了。

长征五号对比其他火箭(简化但不简单的主力火箭)(6)

除了材料不追求先进以外,贮箱内壁的结构看起来也很低端。别人家的火箭都是网格壁板,也就是在一块厚厚的壁板内侧抠出来很多网格,在尽量保证材料强度的同时,还要减轻重量,因为强度决定着火箭的安全,自身重量影响着火箭的性能。但是,直径三米多,高几十米的火箭,其贮箱的壁板可以想象得有多大。这样大的壁板,需要在上面抠出网格来,其工作量之大可想而知。

长征八号为了降低成本,决定采用光筒方案,里面和外面都是光滑的。如果采用光筒方案,就会面临贮箱很容易变形的问题,为了减少变形,就要把筒壁做厚一些,筒壁越厚,火箭就会越重,这是不利因素。但是综合考虑成本和性能,发现光筒方案增加的重量在可承受的范围内,同时会大大提高生产效率并降低生产成本,还是很合适的。

长征五号对比其他火箭(简化但不简单的主力火箭)(7)

第三个简配的方向是电气系统的冗余。我们都知道,为了保证火箭的安全性,核心部件尤其是电气控制系统往往都是有备份的,一旦一套控制系统出故障,备份立刻可以顶上。很多核心部件需要设计成三备份甚至四备份的方案。但是备份越多,成本越高,火箭重量也越高。长征八号不会用到载人的任务,完全没有必要用最高配的冗余方案,所以在冗余备份上适当减少了。当然,并不是说减少备份的长征八号就不安全了,按照科学设计,长征八号的安全系数并不低,完全不用担心它会经常出故障。

所以,就像马斯克介绍星舰时一样,他们采用不锈钢并不是因为不锈钢有多先进,只是因为不锈钢便宜可以降低成本,在降低成本的前提下,不锈钢原来的缺点变得可以接受,优点还可以放大加以利用。长征八号是一个既要考虑成本又要考虑安全性和先进性的火箭产品。在保证安全的前提下,既会采用很多先进技术,又会适当选用一些降低成本的手段。

长征八号必将成为中国发射频率最高的新一代火箭,将来会有大量的发射任务等着它去完成。它的目标太阳同步轨道,将有中国的太空新基建任务准备部署,以后一箭多星将成为常态,中国的太空星座正在路上。一个经济高效的商业火箭,显然是很有竞争力的。

您还知道长征八号有哪些地方值得称道?请在评论区补充,欢迎大家的发言。

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