长征7号有多厉害(即将首飞的长征8号为什么套用了长征7号简配方案设计)
最近有照片显示我国新一代中小型运载火箭“长征八号”已经在海南文昌航天发射中心完成垂直总装、测试工作,现已垂直转到预定发射台进入发射前合体演练测试阶段,为即将到来的‘"首飞’做最后前准备工作,有传言长征八号运载火箭首飞时间初步确定为“澳门回顾21周年”前夕。
首先从已经公布的长征八号运载火箭具体参数表来看,长征八号运载火箭采用“两级半”结构液体捆绑带助推式运载火箭,火箭全长50.3米,芯一级直径3.35米、芯二级和助推器直径2.25米,捆绑两台助推器。芯一级和两个助推器主要使用120吨推力的YF100液氧煤油火箭发动机,其中芯一级装备两台、助推器各装备一台。芯二级采用两台8吨级推力的YF75D氢氧火箭发动机,具备多次点火启动能力。火箭起飞质量356吨,主要用于火箭起飞质量约356吨,主要用于发射近地轨道或太阳同步轨道有效载荷,最大可以将5吨的有效载荷送入700公里太阳同步轨道,LEO轨道运载能力约8.4吨,GEO轨道运载能力约2.8吨。
总的来看,即将首飞的长征八号运载火箭就像是现有长征七号中型运载火箭的“简配版”,火箭高度基本不变,芯一级和助推器也直接使用长征七号的现有配置,只是助推器数量少了一半,芯二级直接套用了此前长征三号上面的氢氧第三级硬件配置,估计为了降低成本和重量,而这个方案其实就是当初长征七号运载火箭整个设计方案中的长征722S(HO)版本。
那么从这一点来看的话,早前一直传闻长征八号运载火箭将是一款类似美国SpaceX公司猎鹰9运载火箭一样的“可垂直回收、重复使用”型运载火箭,但是现在却直接套用了之前长征七号运载火箭已经放弃的设计方案,和当初制定的火箭发展项目完全不同,那么这背后的具体原因到底是什么呢?
一、即将发射的长征八号不同于此前的长征2F、长征3、4、5、6、7、11火箭家族,长征八号的定位是“商业”航天器发射板块,所以从长征八号运载火箭的硬件配置来看,整枚火箭从上到下、从内到外基本看不到新技术,全部使用的是此前已经在其他火箭上使用过的成熟技术,那么从商业航天发射对于低发射成本定位来说,长征八号运载火箭大量使用成熟技术恰好满足了低成本发射优势,为长征八号“商业航天”发射提前奠定了低成本、大竞争力优势。
其次从长征八号运载火箭的主要发射轨道和运载力来看,也非常适合“商业航天发射”,比如其主要用于近地轨道和太阳同步、地球同步轨道航天发射任务,而这三个轨道恰好是很多商业卫星运行的主要轨道,而且长征八号运载火箭在近地轨道和SSO太阳同步轨道的运载力都比较强。
举个商业卫星大部分集中的轨道和重量案例来说,大部分商业卫星运行轨道基本都围绕在LEO近地轨道、GEO地球同步轨道、SSO太阳同步轨道这三个轨道上,商业卫星的重量也基本在几十千克到不超过4吨之间(卫星更重无论是研发制造还是发射成本都会有一个巨大跳跃),几十千克的纳米卫星可以使用长征6号或者长征11号采用“一箭多星”技术大量发射。
但是2--4吨之间的卫星如果使用长征五号、长征七号运载火箭发射的话,显然是“杀鸡焉用宰牛刀”成本太高不划算;选择剧毒燃料的长征2号、4号运载火箭要不发射压力太大、要不发射不了;使用长征三号虽然能发射,但是长征三号使用的是剧毒燃料,而且还是西昌卫星发射中心“钉子户”,成本上和未来前景也不值得,显然也不符合商业航天发射要求,所以长征八号运载火箭具备太阳同步轨道5吨、GEO轨道运载能力约2.8吨的运载力恰好满足商业航天发射需求。
二、从我国新一代绿色环保型运载火箭家族来说,除了长征5、7这两款专职大型航天器发射任务和长征6/11这两款小型近地轨道专职小型航天器发射任务之间,在长征7号近地轨道14吨、太阳同步轨道5.5吨和长征6号近地轨道1吨、太阳同步轨道0.5吨之间,还存在一个比较热门、但是我国新一代运载火箭还没有相对应运载火箭型号的“巨大空白”。而长征八号运载火箭近地轨道8.4吨、太阳同步轨道5吨、地球同步轨道2.8吨的运载力恰好满足这一巨大空白。比如发射近地轨道航天器时,长征八号可以同时采用一箭双星技术发射两枚单枚重量3吨左右的商业卫星,或者一箭三星技术发射三枚、四枚2吨多的商业卫星、甚至可以使用一箭多星的技术同时发射几十枚、甚至上百枚纳米通信卫星,为这几年热门的“卫星星链”提供运载工具。
总结来说,长征八号运载火箭还未首飞,所以根本不能确定其是否具备回收能力,假设现阶段还未具备回收能力的话,由于其大量使用成熟技术极大地降低了火箭发射成本,同时在商业卫星主要运行的轨道又具备较强的发射能力,那么在逐渐热火的商业航天发射市场,长征八号运载火箭还是能够占据“一席之地”的。毕竟现阶段全球范围内在高轨、重量超过几吨的商业卫星中,除了美国的猎鹰9之外,还真的没有其他竞争者,而长征八号准确掐入这一市场,显然从市场前景来说有着极大的市场占有率。
但是如果即将首飞的长征八号从一开始就真的是一枚具备垂直回收能力的运载火箭,为了降低火箭研发成本和难度,大量使用现有成熟技术、甚至直接套用此前长征七号已放弃的简配设计方案也就“再正常不过”了,毕竟此前长征2C运载火箭发射时就已经成功验证了芯一级火箭通过“气动格栅”可控返回地球的实例。
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