长征九号已有三个方案,从2011版到2021、2022版,为何不停变粗?


长征九号已有三个方案,从2011版到2021、2022版,为何不停变粗?


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长征九号已有三个方案,从2011版到2021、2022版,为何不停变粗?


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长征九号已有三个方案,从2011版到2021、2022版,为何不停变粗?


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长征九号已有三个方案,从2011版到2021、2022版,为何不停变粗?


长征九号是我国新一代运载火箭家族中的大哥大 , 它主要承担的是月球重载发射和深空发射任务 , 与我国载人登月火箭新921可谓是“双剑合璧” 。 而目前 , 长征九号的一级YF-130/135液氧煤油发动机、二级YF-90氢氧发动机、三级YF-79膨胀循环氢氧发动机均已取得巨大的突破 , 预计会在2029年首飞 , 到时候与2024年首飞的新921火箭一起 , 将月球建设成为“塞上江南” 。

新921、长征九号和长2F
不过 , 长征九号从公开到现在 , 至少已经经历了3次方案调整 , 首先在2011年 , 提出了三级设计和捆绑4个5米直径助推器的方案 , 近地轨道运载能力140吨 , 一次可以发射一整个空间站 , 而它的月球转移轨道运载能力为50吨 , 火星转移轨道运载能力44吨 , 这是目前流传最广的方案 。

长征九号2011版方案
而在2021年 , 龙乐豪院士首次对外公开了21版长征九号的设计方案 , 火箭去掉了助推器 , 采用“光杆”设计 , 长度由103米增加到了108米 。 而芯级直径由9.5米增加到10.6米 , 一级发动机也由4+8台YF-130 , 变成了16台YF-135 , 这样以来它的近地轨道运载能力增加到150吨 , 月球转移轨道运载能力增加到53吨 , 火星转移轨道运载能力在45到50吨之间 。

右边是21版方案
2022年 , 龙乐豪院士再次公开了22版长征九号 , “光杆”设计和运载能力基本不变 , 但一级并联发动机数量增加到26个 , 外圈是15台发动机 , 内圈和中心是10+1台的推力矢量版发动机 , 直径11米 , 更是超过“星舰”成为世界第一粗的火箭 。

22版方案并联的发动机更多了
不仅如此 , 22版长征九号的一级发动机似乎抛弃了YF-130/135 , 转而采用新型号的200吨级甲烷引擎 , 26台的总推力为5200吨 , 相比11版和21版反而降低了大概700吨的水平 , 但总体运载能力没变 。

长征九号的级间环 , 未来会更粗
22版长征九号之所以宁可降低推力 , 也要采用甲烷发动机 , 这是因为甲烷和液氧的保存温度比较相配 , 都在零下180℃到零下160度℃左右 , 而液氢的保存温度在零下253℃ 。 如果用液氧液氢发动机 , 必须做好隔温 , 需要增加不少的设备 , 从而降低火箭的载荷能力 , 目前美国新一代登月火箭SLS也存在这个问题 。

除了氢脆之外 , 液氢原来还有这个缺陷
而且22版长征九号的甲烷发动机 , 也是可重复使用的 , 就和“星舰”的“猛禽”二代一样 , 由此也可以看出我们将来在火星上点火起飞的远大理想 , 因为火星和很多外星球上获取甲烷相对容易 , 而液氢就没有那么容易获取了 。
长征九号基本奔着星舰的思路去了?
不过 , 也有观点认为长征九号的方案一变再变 , 说明它还不够成熟 , 我国在登月重载火箭和深空运载火箭方面还没有树立足够的信心 , 甚至受SpaceX“星舰”的影响较大 , 你怎么看呢?
【长征九号已有三个方案,从2011版到2021、2022版,为何不停变粗?】

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