俄羅斯的運載火箭為什麼有那麼多的發動機?
看了很多紀錄片,發現俄羅斯的聯盟號運載火箭大發動機就有20個,而中國的長征運載火箭只有5個大發動機,為什麼差別這麼大?
這種習慣也不是毛子才有,不夠力就捆基本上無論是誰在條件受限的情況下都有可能會這麼干。
比如SpaceX的獵鷹重型就是一個僅次於N-1的極端例子,53噸LEO載荷的大火箭,相當於長征五號的兩倍還多3噸。然而它用了27台單台推力411KN的默林引擎,僅比N-1少3個。
之前傳聞明年首飛,不過這次SpaceX出了事故,可能也會受到牽連。
上面的算是比較極端的例子,實際上平時我們看到的大多數火箭或多說少都會採取了這種套路,除了不夠力就捆起來用的之外,還有一些是為了區分出多種規格,比如捆上不同數量的固體助推,甚至直接把一級火箭當助推器(CCB)都捆上,以滿足各種客戶的需求。
目前現役能夠在第一級只用一台單燃燒室引擎無助推的中型火箭,估計也就只有ULA的Delta IV Medium。如果什麼都不捆LEO載荷也只有9.42噸,但根據任務需求,可以捆綁固態助推火箭到14.14噸(M+(5,4)),如果不夠再直接再捆兩個完整的一級火箭(CCB),達到最大28.7噸LEO載荷(Delta IV Heavy)。
Medium:
M+(4,2):
Heavy:
還有一種是單泵多燃燒室的,這種就確實的是俄式風格了,比如聯盟號的RD-108和RD-107發動機,你看到圖上的聯盟號火箭的屁股有20個菊花,實際上這也就是5台發動機,周圍那些都是用來做姿態控制的。
首先,聯盟火箭的第一級和助推器一共只有5台發動機。分別是芯級的RD-108和助推器里的RD-107.這兩款發動機的特點是雖然有4個噴口和燃燒室但預燃燒室卻只有一個,燃料泵也是一個。所以其實這是一台發動機而不是4台。類似的還有俄羅斯的RD-170和RD-180。
*RD-170的模型。可以看出四檯子發動機有大量共用部分。
至於俄羅斯為什麼這麼做,因為單一燃燒室的大推力火箭發動機很不好搞。對材料和穩定性的要求實在太高了。但如果把四台小發動機並聯成一台的話,雖然有些狗血,但是一個比較好的解決方法。早期俄羅斯的發動機技術不太好的時候,就用了這個方法造出了最早的R-7運載火箭。
後來俄羅斯做得最好的單燃燒室發動機NK-33(60年代末,登月火箭用),性能比後來美國的SSME(70年代末,太空梭用)還要略好,但是推力比起競爭對手,土星-5的F-1就差太多了。推力只有他的1/4強。而實際上,就連F-1自己也不是個合格的設計。研發過程中無數毛病,只能帶著自己都不知道什麼會出的毛病裝機使用(所幸的是任何毛病都沒出)。也因此土星-5在阿波羅計劃之後立刻就退役了。俄羅斯在研製性能類似的RD-150發動機上遇到了無數釘子之後,果斷放棄了單燃燒室方案,怒將4台發動機合成了一台……然後就誕生了人類歷史上推力最大的火箭發動機RD-170,用在能源號上。
因此這可以說是俄羅斯航天工業的一個習慣吧。當一個難題解決不了的時候,也許會有一些狗血的作弊方法可以讓你繞過他們。當然這個習慣會不會影響到以後的發展,那就說不好了。液氧煤油發動機用了同軸噴注器的結果,發展早期做這個選擇的時候不知道會出問題。
做到後來發現單燃燒室受制於燃燒穩定性做不大了……只能各種單泵多室或者多機並聯。
單台推力不夠,有沒有大推力的,又沒有能力研發大推力的時候,只好多幾台了。meide,n1用了三十台,瘋掉了一般,這也決定了n1從來就沒有成功發射過
老毛子喜好這個,輪戰的發動機馬力不夠,就用兩台……簡單粗暴蘇聯、俄羅斯火箭發動機多的原因是蘇聯、俄羅斯長期以來受體制、政治、軍事、經濟、勞改、鐵路、科研、資金、工業、環保、學術等多方面綜合作用的結果。
1、樣板工程。德國納粹的集中營大門上寫著:「勞動使人自由」,德國納粹再離譜,那也是那別的民族開刀,蘇聯就不一樣了,槍口朝內。中國有個什麼京杭大運河,土得掉渣渣,隋煬帝也是土的掉渣渣,蘇聯是怎麼修運河的,蘇聯修運河是為了嘴裡跑火車,咦,這麼把真話給說了呢?錯,是跑汽車。你們這些渣,是不能理解偉大的蘇聯是如何發展經濟的,因為蘇聯從來不按經濟發展的規律辦事情。運河修好了,彙報工作的人給斯大林彙報:8個月處於封凍時期,4個月處於解凍時期,立刻就被拉出去槍斃了,家屬活埋。第二個人進來彙報,全年可以通航,立刻又拉出去槍斃,家屬流放西伯利亞。第三個人進來彙報,蘇聯的高標準水上公路建成,可以全年通車,這個還行,無期徒刑。剛準備送去西伯利亞,一想斯大林就三個秘書,於是喊回來繼續幹活。
2、勞改雛形。蘇聯1931年開始修建這條從波羅的海到白海的運河,全長227公里,設計寬度36米,深度3.5米,工程的機械化程度為零,全部用勞改犯純手工來修築完成。調動15萬勞改犯,截止工程完工超過10萬勞改犯死在了建築工地,而這就是蘇聯一五期間的偉大成就,並以此為模板,開始向全蘇聯推廣勞改制度。有人說:白-波運河由於工程設計標準過低,航道淺窄,以及蘇聯氣候原因導致運河大部分時間都處於封凍狀態,導致此運河基本上沒有經濟價值,那為什麼修?因為斯大林本人高興。高爾基你們知道吧,他不過是一個奴才,跪舔皮鞋的一個貨。他撰文稱讚白-波運河是偉大的人類奇蹟,偉大的經濟成就,其實高爾基連白-波運河在那都不知道。斯大林叫他寫,他敢不寫?斯大林叫他蹲下尿,他敢站起來?呵呵,這就是偉人的好處。
3、蘇聯奴隸。當蘇聯的礦山需要開採的時候,怎麼辦?抓人!當蘇聯的木材開採量達不到指標的時候,怎麼辦?抓人!當蘇聯的農業生產不達標的時候,怎麼辦? 抓人!根據人口理論,人是抓不完的,但蘇聯的男人喜歡喝伏特加,不願意生孩子、養孩子,結果人口透支的厲害,最後領導越來越多,政府越來越大,而幹活的人卻越來越少,所以經濟指標經常完不成,所以說別信人口理論,還是在天朝當國家領袖好,人多。計劃的經濟指標是幾何數字增長,但人的總量卻大量下降,而而這種非常規的發展方式也導致蘇聯人口大幅下降,人口下降又導致經濟停滯不前和下滑。假如說蘇聯的經濟建設有一種取之不窮的動力的話,那就是勞改骨幹力量。這就是阿道夫-斯大林的偉大發明,專利所有,天朝的那些都是盜版。
4、全民勞改。蘇聯的航空工業高度發達,殊不知,蘇聯的火箭發動機的首席設計師瓦連京·格盧什科和蘇聯太空計劃之父——謝爾蓋·科羅廖夫」都是斯大林手底下的勞改犯,用蘇聯人的話說,那叫:勞動改造人。呵呵。
5、謝爾蓋·科羅廖夫。科羅廖夫平時都幹什麼?忙著完成今年的土豆產量。蘇聯偵知美國要發射航天器,立馬就操了,我們的知識分子都槍斃了啊,怎麼玩?這個時候有人提醒斯大林,我們大蘇聯還有一個勞改犯,他說他會造什麼航天器那個玩意,斯大林批示:叫來,假如不行,立刻槍斃。
科羅廖夫給魔王生產出了洲際導彈、火箭、運載火箭、航天器,並成功發射了第一顆人造衛星,第一個把人送進太空,暨加加林同學。
1966年1月,科羅廖夫心臟病突發去世。
培養科學家需要十年,幾十年,甚至幾百年不間斷的知識積累,而槍斃他們只需要扣一下扳機,在科羅廖夫死後,蘇聯的科學家後繼乏人。新的總工腦子裡面一片空白,為了增加有效載荷,只能不斷的發動機的數量。
你以為我再說蘇聯的航發?不,我其實說的是天朝,天朝因為把知識分子都關進牛棚,導致知識積累斷檔,所以只能生產那種屁股冒煙的航發。有些人說是研製航發沒錢,有錢你們能生產出來合格的航發?蘇聯是因為沒錢?體制不投錢的原因很簡單,答案在體制的心裡。
6、京·格盧什科。科羅廖夫與格盧什科就航天器的發動機設計產生分歧,格盧什科退出了科羅廖夫團隊。
7、軍隊反對。軍隊認為導彈能打到美國就可以了,省下發射航天器的錢,我們可以擴軍啦。
8、瓦西里·米辛。科羅廖夫事業的繼任者,由於瓦西里·米辛資歷、智力、能力、政治差科羅廖夫太遠,導致蘇聯的航天航空軍事競賽全面失敗。
9、暴風雪。科羅廖夫的遺產,至今俄羅斯把這種破爛貨拉著到處顯擺。
10、質子火箭。還是當年科羅廖夫與格盧什科爭論的那個問題,假如發射失敗將會對周圍的人和環境造成巨大的傷害,所以哈薩克也比較糾結,發射成功了利潤歸俄羅斯,發射失敗了哈薩克買單。11、非主流。還有一種非主流的觀點,那就是蘇聯不能像美國、法國那樣利用海運來運輸火箭零件,所以航天發動機和其他配件都受到鐵路運輸的極大限制。
實力有限,單個發動機推力不夠,因此只能拼湊多台發動機,也是不得已而為之的,也容易導致系統的不穩定性。其最突出的典型是N-1火箭的NK-33發動機,如下圖,由於系統複雜導致的不穩定,N-1從未發射成功。
蘇聯的И~1火箭最初的構型是謝爾蓋科羅廖夫設計的。由於當時蘇聯航天缺少資金,而且在大型火箭立項要比美國晚2年,完成時間緊迫,所以沒有辦法在短時間內構造500噸推力以上的發動機(中國發展了數年才達到了500多噸)。最終只能選擇捆綁更多台發動機的方式發展。最初只計劃20台,後來加到了31台。但是,發動機越多,耦合效應越明顯,而且可靠性差(比如單台發動機正常失效率為2%),那麼31台發動機的失效率高達48%。
美國土星五火箭的發動機的推力進800t,而且一台失效(只要不是爆轟),依然可以飛行。蘇聯發射4次都失敗了,美國的土星五則實現了登月!(1966年科羅廖夫逝世給蘇聯航天造成打擊非常巨大)。
先問是不是再問為什麼!
1 聯盟第一級加四個助推器只有5台主發動機 單發動機多噴管 這個弄錯了可以理解
2 然而說長征火箭只有5台發動機就難以理解了 哪種長征火箭一級和助推器加起來只有5台主發動機的?
長征2號3號的非捆綁型號都是4台主機並聯 捆綁的每個助推器多一台發動機 所以老長征只有4,6,8台發動機的 從來沒有5
新型號火箭里 長征6號就1台發動機 長征7號4助推各一台 芯級2台共6台。 長征5號芯級2台 助推每個兩台共10台 只有1,6,10三種發動機數
長征火箭的發動機數只要數噴管就行 因為目前我國還沒有實用化多噴管的液體火箭發動機型號
那麼 問題來了,如果說題主是通過數噴管數量得到發動機數的,那麼為啥會得到我國長征火箭只有五台發動機的結論的?
我倒是很好奇 題主是基於什麼來問出這個問題的?
仔細一想估計樓主是被我國的火箭發動機組合體奇怪的命名給方式給欺騙了。。。
我國經常把多台並聯的液體火箭發動機當做整體來命名。。。比如長五二級用的yf75d實際上是二機並聯整體的名字orz 我也是才知道推薦閱讀:
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