天宫一号坠毁 暴露中国航天曾经的巨大失误
今天全世界的最大新闻就是天宫一号回家了,自从今年1月中国有关方面宣布天宫一号上半年回重返大气层,西方舆论就开始造谣说天宫一号是“失控坠毁”,国内不少人似乎也跟着幸灾乐祸,疯传这个谣言。
天宫一号于2011年9月29日发射升空,先后与神舟八号、九号、十号飞船进行6次交会对接。2016年3月16日,天宫一号正式终止数据服务,全面完成了历史使命,进入轨道衰减期。
经分析,预计天宫一号再入大气层的时间在2018年3月31日至4月4日之间。而最精确的技术分析,就在今天。
天宫一号留给了中国人许多美好的记忆,曾几何时,人们为她激动,为她欢呼。
不知道人们还记得曾经登上天宫一号的女航天员刘洋的一段话不?
“我人生最大的遗憾,就是只能为祖国牺牲一次”
当年采访刘洋她说的这段话,不知道多少人瞬间泪崩。
2018年1月8日中国航天反驳有关谣言称,近日,部分外媒将天宫一号目标飞行器当作炒作目标,称其已经失控并将撞向地球,对地面环境及安全造成威胁。对此,中国航天科技集团五院空间实验室系统总设计师朱枞鹏予以否认。朱枞鹏表示,我国一直在监控天宫一号,预计在今年上半年让它坠落。其坠入大气层后就会烧毁,剩余残骸将落入指定海域,不会危害地面。
在充分肯定中国航天取得的无数辉煌成就的同时,我们也应该看到,前进的路上我们还有许多遗憾,许多失误,许多错失。
如果我们看到1998年开始建造的国际空间站现在还在运行,而我们2011年发射的天宫一号就要坠毁,就知道我们还是有不少差距。
1998年,美国国家航空航天局(NASA)、俄罗斯联邦航天局(Pockocmoc)、日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)、加拿大国家航天局(CSA ASC)和欧洲航天局(ESA)五家空间机构正式签署合作协议,宣告“国际空间站”项目启动。
国际空间站共拥有15个加压舱段,外加桁架、4个大型太阳能电池翼以及其他设备,总质量达到空前的400吨以上。太阳能电池翼展开有一个足球场那么大。
能够将如此巨大的空间站发射上天,需要的是推力巨大的火箭发动机,中国与美俄的差距正在这里。
如果有500吨级的大推力发动机,那么我们发射的天宫一号就可以带多的多的燃料,体型也要比现在的天宫一号大得多,但是遗憾的是我们没有做到。
说起来有件趣事,2015年9月20日7时01分当长征6号火箭发射成功后,欢呼声还没有落地,长征5号下午就立即从天津港启程前往海南文昌发射基地,看上去有点巧合,其实这里也有中国航天的难言之隐。假设长征六号发射失败,长征五号就绝对不会动身,为的都是一件事,就是看长征六号的的技术核心YF100高压补燃煤油液氧大发动机是不是成功了,当YF100高压补燃煤油液氧大发动机圆满的将长征六号送上太空后,几十万航天人暗暗松了口气,这个秘辛只有航天人自己知道,许多国人其实并不了解。本文就是要揭开这个秘辛,告诉你一个秘密。
说中国航天落后,立马会遭致爱国朋友的猛烈抨击,神舟都载人上天了,还能说落后?怎么也是世界第三吧?世界上能搞载人航天的除了美国、俄罗斯、中国,还有谁?
但是一说到火箭发动机许多人就会感觉出落后了,美国40年前就搞出了单台推力600吨的液体火箭发动机,俄罗斯后来还开发出世界上推力最大的RD-170液体火箭发动机,RD-170火箭发动机是人类有史以来研制的推力最大的多燃烧室液体火箭发动机。这款拥有4个燃烧室,1台涡轮泵和2个预燃室的发动机的海平面最大推力为740吨。很多人想要比较土星5号火箭的F-1火箭发动机。只能说F-1是世界上推力最强的单燃烧室发动机,而RD-170则是世界上推力最强的多燃烧室发动机。
时光荏苒,白云苍狗,风云变幻,冷战高峰时美苏在航天领域超剧烈的争夺,曾几何时几乎天天是世界各地的头条新闻,但是随着冷战的结束,航天飞机的两次爆炸和苏联的消失,这样的爆炸性新闻已经离开人们远去。多少年过去,美国已经不会造那样骇人听闻的发动机了,特别是世界上最新型的液体火箭用的高压补燃煤油液氧大发动机居然研制不出来了,这也是奇闻一件,这和美国产业空心化造成的恶果是分不开的。(笑)
不过,随着中国综合国力的提高,中国在高压补燃煤油液氧大发动机技术上取得了突破。比较讽刺的是,世界上最先进的航空发动机以推力大省油的大涡扇发动机为标准,西方目前掌握的比较好。但是世界上最先进的航天发动机高压补燃煤油液氧大发动机技术却只掌握在俄罗斯和中国的手里。
而长征六号和长征五号运载火箭用的就是这种先进的发动机,区别就是长征六号用的一台,长征五号需要用六台以上。如果说长征六号是给长征五号做实战试验的也不为过,长征六号要是失败了,长征五号必然会无限期推迟,那么整个中国的航天计划就都要推迟,这台YF100高压补燃煤油液氧大发动机的巨大作用在这里就体现出来了。
假如YF100高压补燃煤油液氧大发动机经过实战使用被证明是成熟可用的,下一步中国就会制造更大的660吨的高压补燃煤油液氧大发动机,到了那时候,别说载人登月,就是载人登火都不在话下,由此可见长六和长五成功的重要性,也就是YF100高压补燃煤油液氧大发动机的重要性。
如果我们注意,发射神舟的长征2F和很多系列的火箭,都是有四片不大不小的翼,而长征6号的第一级到第三极光秃秃的,乍一看还真有点“难看”,其实这恰恰是长征6号的先进之处。技术关键就是长征6号的发动机,就是前面说的高压补燃煤油液氧大发动机在计算机的控制下是有感知的摇摆的,而且是世界上目前最先进的泵后摇摆,技术实现难度非常大,但是正是因为这个泵后摇摆,使火箭的俯仰,改变航向以及纵轴的稳定性依靠发动机的摇摆喷射就实现了,因此也取消了为稳定而设置的翼面,少四面翼就省四面翼的重量,等于增加了有效载荷。(有点像航空发动机的数字化电传控制矢量喷管)
关键就是这个泵后摇摆。
压补燃煤油液氧大发动机是目前世界上最先进的液体火箭发动机,前面说过美国都干不了。
红圈内就是中国的660吨的巨无霸级火箭
高压补燃煤油液氧大发动机先进之处主要是由于先进的燃烧理论,同样重量的推进剂可以提高14%的推力,这对太空火箭发动机来说就算逆天了,送上太空一克有效载荷是一克金子的几百倍,可见增加这14%的巨大价值。不知道什么原因,美国和欧洲都没有搞出来,比如美国干脆买俄罗斯的这型发动机,一买就是180台。前一段美俄为克里米亚剑拔弩张,俄罗斯就说不卖发动机给美国了,让美国用蹦床把宇航员送上国际空间站。
长征6号的高压补燃煤油液氧大发动机具体怎么先进就不多说了,朋友们可以看看《大国重器》,有一集专门介绍这款发动机,非常震撼!
高压补燃煤油液氧大发动机的首飞成功,将极大的增强中国的火箭发动机水平,高压补燃煤油液氧大发动机的理论经过验证,将促使中国信心百倍的研发更大推力的高性能的高压补燃煤油液氧大发动机,最后将现在YF100的推力120吨提高到YFXXX的660吨,比如长征9号火箭,用5台660吨的高压补燃煤油液氧大发动机就可以将比美国发射阿波罗还要重还要大的有效载荷送进太空,这样的大火箭起飞重量将超过世界大部分护卫舰的重量。
最后,还是无毒无污染的,这也是高压补燃煤油液氧大发动机一大优势。
我们说中国航天有重大失误虽然过于苛刻,但是多少年来,中国航天发射使用的发动机一直是40年前的东风5洲际弹道导弹的YF-21B,又名DaFY6-2发动机却是不争的事实。对于新的大推力发动机的研制中国航天一直到进入21世纪才开始研发,不能不说有点晚。个中秘辛也只有他们自己才知道,有没有投资不够,畏惧风险,甚至故步自封安于现状,唯恐出乱子,也只能是猜测了。
不管怎么样,中国航天新的发动机已经以崭新的面貌展现在世界面前,一系列世界上唯一唯二先进的高压补燃煤油液氧大发动机型号正在路上,而且信心满满,有望在近几年就会出成果。
让我们期待着今年长征五号再次发射的成功,这将是中国走向星辰大海的关键一步!
而这一切要从YF100高压补燃煤油液氧大发动机再次成功为开始。