复合发动机的意义在导弹,不在搞大火箭

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几个概念弄清楚就简单了。

我们以光棍猎鹰9为例。

总重333.3吨,一级燃料255吨自重18吨,加一起273,二级45吨燃料,3吨自重,剩下是载荷和附件。

三百吨燃料打了33吨东西,差不多十比1

火箭典型的燃料和自重比显然超过了10,我们估算是14吧。

民航飞机自身重量一般是起飞重量的三分之一左右,机翼起落架等等一堆东西是不用的,所以我们毛算一半重量,算机身那个桶大概和燃料(载重也算燃料)比是1比5。

客机那个桶大概是按2.5-3g过载设计的,也就是说,你最低需要把火箭结构重量增加三倍来适应弹射要求,这是一个上下一起放大的过程,二级必须是火箭推进,没有大变化,只要结构承受弹射。

我们先估算一下,载荷附件假设不变就增加六吨自重,那么燃料至少增加18吨,本来60吨的二级,变成80多吨。

而一级理论上因为整体增重,燃料要增加到((18+3)*3+12)*10-(45+18)约等于687吨

(这都没算燃料体积加大一倍的问题,一级只是计算,简单点)

查上表所知,你所需要的速度大约是点火80秒,1级关机一般147秒,通过弹射,你可以省掉373吨燃料最多(因为速度到了,高度还没到),还需要至少313吨燃料(好吧,一算吓一跳,建了个奇观,把和原来一样的火箭一样的载荷送向太空)。

接着算冲压发动机,冲压发动机工作极限查上表大概是120秒左右,期间40秒燃料186.5吨,查液氧煤油质量比为2比1左右,能够节省的氧化剂重量大约是123吨。

你要在大约123吨(只能粗略计算)的重量里解决亚燃冲压和超燃冲压发动机部分,技术上是能解决的,重量可能也就二三十吨,技术上节约重量是可能的,可结果不过是在配套一个奇观设备(超长弹射器),耗费巨大能量,增加大量成本(冲压发动机)减轻了几十吨火箭重量,更糟糕的是,火箭做大,单位重量运载成本是成一定幅度下降的,但弹射器你要做大,成本可能是加零起步。

而且前提你还得解决火箭构型(冲压需要进气),同时至少进气量能满足推力要求,(我怀疑氧气进气不够那么多)。

复合发动机的意义在导弹,不在搞大火箭。

化学能时代星空探索是有边界极限的。

宏大的想象,要在不依靠化学能脱离地球引力之后。

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