长征十号或成为GSO/GEO直送最具性价比火箭?
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12jfjf1 楼主
突然发现,由于CBC的3.5级设计,长征十号(新一代载人运载火箭)的高轨运力十分不错。
GSO(地球同步轨道)直送运力可能高。王小军接受的一次采访中表示“新一代载人运载火箭采用模块化设计,可以与多种模块组合使用形成近地轨道40吨至70吨,地球同步轨道10吨至32吨的系列化型谱”。这种说法可能有两种解读:1.长征十号+上面级的GSO直送运力高达32t。2. 长征十号的GTO运力32t。
如果第一种情况成立,长征十号的高轨运力可以说极其强大。如果第二种情况成立,其高轨运力依然非常不错。鉴于长征十号的TLI运力被宣称为27t,第二种情况更有可能成立。
考虑第二种情况。对长征十号的GSO/GEO直送运力进行简单估算。考虑长征五号TLI运力约9.4t,GEO直送运力约5.1t,长征十号+上面级的GEO直送运力的下界应为约14.65t,GSO直送运力更高推测高于17t。
不过不管是GSO直送32t的极强数据,还是GSO直送17t+的很强数据。都应该基于一个不错的上面级,否则三级需要具有很好的保温能力。
2023年05月12日 12点05分 1
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12jfjf1 楼主
然后考虑长征十号可能的竞争对手。
首先是falconheavy,其的最近一次发射,全抛,GEO直送(0倾角,地球静止轨道),仅仅将不到7t的载荷送入了预定轨道。然后再计算其GSO运力,虽然说这次发射包含了削倾角的过程,考虑肯尼迪航天中心约28°的纬度,打倾角约28°的GSO直送需要约12.91~13.31km/s(因气动外形和推重比而异)的dv,而打GEO直送(0倾角,地球静止轨道)13.26~13.66km/s的dv。也就是说,在肯尼迪航天中心发射,打GEO直送比打28°的GSO直送需要多约0.35km/s的dv。
然后通过小于7t的GEO直送运力反算GSO最大运力。可以仅仅考虑二级,并且GEO直送和GSO直送都需要长时间等待后二次点火,所以不用考虑在轨蒸发量的区别。二级干重4t,加注量111.5t,比冲3410.4m/s。可得其GSO直送最大运力可能仅仅只有8t。
如此一来长征10号+上面级的GEO/GSO直送运力可能有falconheavy全抛的2倍之多。而如果长征10号+上面级的GSO直送运力真的有32t,可以达到falconheavy全抛的4倍,不过这种情况不太可能。那falconheavy是不是也能加一个上面级呢,一方面spacex应该并没有研制这样一个上面级的计划,另一方面falconheavy的超高干质比二级结构强度应该不足以承受这样一个上面级。
那falconheavy的GTO运力如何呢?如果不考虑轨道上燃料的蒸发,用falconheavy全抛的GEO直送运力计算其GTO运力,只有约16.15t,不过这是不太准确的,实际应该大于这个值。而falconheavy宣传其全抛GTO运力理论运力有26.7t,实际上由于二级结构强度等因素应该无法达到,实际上只能选择回收打较轻的载荷。总之falconheavy全抛的GTO运力应该介于16.15t到26.7t之间,实际上几乎不可能发射20t以上的GTO载荷。当然如果一定要考虑26.7t的理论极限值,长征十号GTO只比falconheavy全抛强了约20%。
2023年05月12日 12点05分 2
fh geo理论极限应该有9t左右
2023年06月23日 10点06分
猎鹰9滴长径比太大,直接除掉了上面级滴发展潜力,高速任务很差。
2024年01月23日 23点01分
@kuakeniao 绑16个UA1208,上面级可以扩大
2024年01月31日 05点01分
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12jfjf1 楼主
接下来考虑SLS。
这个其实不太用比较,因为过于昂贵了。已经首飞的SLS block1的TLI运力与长征十号相同,都为27t。计划中block 1b cargo TLI 42t,block 2 cargo TLI 46t,倒是比长征十号的TLI高了不少,但问题还是太贵。GEO/GSO基本上同理。
2023年05月12日 12点05分 3
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12jfjf1 楼主
再考虑新格伦。
据Blue Origin声称,新格伦有13.6t的GTO运力(应该是一级回收运力)。还行,但应该不便宜。
2023年05月12日 12点05分 4
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12jfjf1 楼主
最后考虑设计最为激进的starship火箭。
考虑一级干重200t,加注量3400t,二级干重100t,加注量1200t。海平面猛禽比冲3210m/s,真空猛禽比冲3700m/s。首先简单考虑一下,starship火箭全抛的LEO(250km)理论运力,可得大概介于207t~246t之间(因气动外形和推重比而异),不过这是一个粗略估计。回收就不好计算了,变量太多。不进行轨道加注,全抛GTO运力最大在50t~69t,依然还是不错,不过此时由于轨道能量被拉高,二级回收变得显著更为困难。不进行轨道加注,不考虑轨道蒸发,全抛GSO运力最大在-0.5t~11.28t(小于零时代表没有运力),实际上考虑轨道蒸发和极低的性价比,可以认为没有GSO运力。从starbase或卡角发射,不加注,全抛,不具有GEO运力。
通过上面的分析可以发现。考虑starship火箭目前的版本,全抛,不进行轨道加注:GEO运力很不错;GTO运力可以,但二级回收难;GSO/GEO运力约等于无。
那spacex有没有什么办法来优化starship的高C3轨道运力呢?办法还是有的,第一是研制一个不回收的超高干质比二级,第二是进行轨道加注,三是添加上面级。
研制高干质比的二级。由于二级是starship火箭的末级,其所有的减重都可以直接反应到载荷上。具体可以减重多少难以估计,应该介于10t~40t之间。不过在这种情况下二级显然是无法回收的。
进行轨道加注。考虑进行一次轨道加注,加注量100~150t(加注的starshiptanker与superheavy均回收),执行机动的二级不减重,不考虑轨道蒸发,GSO运力可以提高到33.4t~50t。这种情况下二级很难回收。
添加上面级。可以显著提高高轨运力,但是需要研制一个大型上面级。上面级无法回收,二级难回收。
2023年05月12日 12点05分 5
星舰目前就是一个废柴探空火箭,基本都载荷舱都没有。 马斯克滴明智做法是先好好改个上面级替换星舰,先做一款正经大火箭。 别浪费超级助推。。。
2024年01月23日 15点01分
@kuakeniao 加三引擎半人马应该够了
2024年01月31日 05点01分
@kuakeniao 不如更激进一点,用星舰直接在近地搓天钩,天钩只能扔深空,而星舰近地神中神
2024年02月03日 03点02分
@kuakeniao 有钱就追梦 没钱就脚踏实地
2024年04月25日 02点04分
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12jfjf1 楼主
如果最后长十基本型可以到1亿美元以下一发就非常不错了。
2023年05月12日 13点05分 6
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12jfjf1 楼主
那我们的长征九号与可能的7m甲烷箭以及5m甲烷箭呢?因为目前仍缺少信息,指标可能有大变化所以先不考虑。
目前看起来长征十号的设计是非常不错的,全抛高轨强,低轨也很不错。无助推构型可复用,复用后可能可以用于基本型全抛发射。基本型助推也有复用潜力。长征九号目前的指标可能还有待提升。
2023年05月12日 13点05分 7
@seal_curiosity 长十cba是载人登月的,7米直径火箭是运货的。都不是一个用途的东西,那有谁替代谁一说。
2023年05月15日 14点05分
所谓的7米,真搞出来的话可以淘汰长10cbc,但真搞的可能性不大,因为这么大载荷能力,任务弹性远没有长10高
2023年05月12日 13点05分
@seal_curiosity 打低轨星座比不能复用的长征十号CBC构型强得多
2023年05月12日 14点05分
@杰克顿 星座直接用10米级长9
2023年05月12日 15点05分
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12jfjf1 楼主
2023年05月12日 13点05分 8
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差不多。
目前能打高轨的,主要是德4重型,重猎,长5,阿丽亚娜5。
这几个确实不如长十,而且成本不低。
2023年05月12日 13点05分 9

2023年05月12日 13点05分
D4和阿5已然作古了,把比较对象换成火神和阿6吧,还有内个奇奇怪怪的H3
2023年05月15日 01点05分
level 9
yf75魔改版的加持[滑稽]
2023年05月12日 13点05分 10
level 14
摸块化是不可能的,载人火箭先天成本高于运货火箭,还是魔改下9号吧
2023年05月12日 14点05分 11
9号应该也是载人为优先吧
2023年05月15日 01点05分
@wuxiaod1987 9号应该主要发射月球和深空探测器
2024年01月21日 09点01分
@yangzhezhen 10甲可以简化用于运货啊
2024年12月18日 09点12分
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不知道长10 虽然载人 有没有可能搞一种构型多种目标配置 本来长7也是载人箭 但是不到足够成熟的程度 依然不会拿来载人吧
2023年05月12日 19点05分 12
level 11
考虑到中国没有任意一次直送GEO任务,看做长十可以32吨GTO是最可能的
2023年05月12日 21点05分 13
长5遥1不就是和远征2号上面级打的GEO。
2023年05月13日 01点05分
@12jfjf1 这个应该是直送的,虽然中途出了些问题,不过大致成功吧,最后入轨了。
2023年05月13日 01点05分
长三丙和远征一号也应该打过一次倾斜GSO直送。
2023年05月13日 01点05分
长5首射是GEO直送任务
2023年05月13日 08点05分
level 12
长十也要载人,对成本不能太乐观
2023年05月13日 00点05分 14
嗯。不感觉过一亿美元已经不低了,毕竟重猎全抛也就说1.5亿左右,星舰原型可能2~3亿。然后如果是载货任务,应该可以从测发等环节省成本。至于为了载人增加的设计冗余,应该已经反应到了载荷能力上。
2023年05月13日 01点05分
不是也要载人,而是核心任务
2023年12月16日 12点12分
level 13
长征十号是未来20年的专用载人火箭,光杆甲烷火箭在未来会取代它,尤其是7米级光杆甲烷火箭会取代CBC构型的长征十号火箭
2023年05月13日 02点05分 15
光杆甲烷不加氢氧级,基本上打不了geo。 目前几个甲烷火箭,基本上应付leo和sso,高轨暂时不考虑。
2023年05月14日 11点05分
@hi999zzz 加氢氧上面级可以打高轨任务
2023年05月14日 15点05分
可能不大,载人火箭对可靠性和成熟度要求很高,长十成熟后会用很长时间,就像长二f一样技术上已经落伍了,但是可靠所以还要用较长时间。再说甲烷火箭虽好,也不是包打一切,只搞甲烷火箭不搞其他的也是不行的。
2023年05月15日 14点05分
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