新一代载人运载火箭
起飞级由5米直径的芯一级捆绑两枚与芯一级基本相同的助推器组成 , 配置21台125吨级泵后摆液氧煤油发动机 , 起飞推力约2600吨 。
多发并联试制件
泵后摆液氧煤油发动机试车
芯二级直径5米 , 配置2台真空推力146吨级的液氧煤油发动机;
新一代载人运载火箭芯二级高空型泵后摆液氧煤油发动机试车
芯三级直径5米 , 配置3台真空推力9吨级的氢氧发动机 。
高空氢氧发动机试车
三型发动机均已进入试车状态 , 其中芯三级使用的高空氢氧发动机试车累计时长更是已经突破1万秒 。
新一代载人运载火箭总长约90米(长征五号总长约57米) , 起飞重量约2200吨 , 全面应用共底贮箱大大提高了运载效率 , 地月转移轨道运力可达27吨 。 作为一款载人火箭 , 它将基于高可靠的分级试飞方案进行验证飞行 。
新一代载人运载火箭研制工作稳步推进
今年珠海航展亮相了一款130吨级变推力液氧煤油发动机 , 它将用于构建新一代载人运载火箭的重复使用动力系统 , 这意味着该型火箭将具备与重型猎鹰一样的起飞级垂直回收复用能力 。
130吨级重复使用液氧煤油发动机
拓展垂直回收复用功能主要利好近地轨道任务 , 未来该火箭二级光杆版与新一代载人飞船组合执行天宫空间站天地往返任务时 , 运营成本将大幅降低 。
官方对新一代载人运载火箭有过这样的表述:新一代载人运载火箭将用于载人月球探测工程中环月、绕月、登月等演示验证及飞行任务 。
“环月”很好理解 , 比如嫦娥5T1为验证月地转移及高速再入大气任务就属于“环月”;
2030年以前载人登月逐渐成为共识?
“绕月”指的应该是 , 新一代载人运载火箭发射新一代载人飞船至绕月轨道;
“登月”顾名思义就是发射月面着陆器 , 配合新一代载人飞船实施载人登月任务 。
新一代载人运载火箭的首飞任务参考NASA的SLS重型火箭首飞任务 , 可以将新一代载人飞船发射至环月轨道进行验证试飞 , 即检验火箭 , 也检验飞船 。
新一代载人飞船
新一代载人飞船试验船曾于两年前搭乘长征五号B首飞班车进行首飞验证 , 这是一款两舱构型飞船 , 由返回舱与服务舱组成 , 发射质量21.6吨 , 执行近地轨道任务时最大可载6至7名航天员 , 执行载人登月任务时可载3人 。
新一代载人飞船“合罩”
返回舱应用了包括轻质碳基微烧蚀防热材料、自适应预测制导、世界最大推力单组元无毒无污染发动机在内的一系列具有世界领先水平的关键技术装备 。
该飞船首次飞行就是两舱完整构型 , 这与猎户座飞船首次验证飞行只有返回舱完全不同 , 在首飞任务中飞船实施了9次自主变轨 , 最终抬升至7900公里的高轨轨道 , 成功验证了近第二宇宙速度热流条件下的再入隔热能力 , 以及基于群伞+气囊缓冲的无损着陆技术 , 飞船返回舱最终以直立姿态成功着陆于东风着陆场 。
新一代载人飞船在轨图像
空投返回舱降落试验
成功着陆于东风着陆场的新一代载人飞船试验船返回舱
新飞船返回舱最大直径4.5米 , 满载重量约7吨 , 返回重量约6吨 , 内部容积达到了13立方米 , 居于世界各型新飞船之首 。 与之对比载人龙飞船是9.3立方米 , 猎户座飞船则是9立方米 。
锥形钝头体构型返回舱
为什么可以有这么大的内部空间?轻质碳基微烧蚀防热材料的应用功不可没 。
返回舱内部画面 , 右侧货格是用于载货测试 。
返回舱内部可以布置工作区、娱乐区、餐饮区 , 甚至还有独立的卫生间 , 这与载人龙飞船的开放式卫生间是完全不同的体验 。
数字化仿真模拟返回舱内部布局
为了提高安全性 , 返回舱自身也是两舱结构 , 分为密封舱与非密封舱两部分 , 进一步提高了安全性 。 同时为了使得重复使用价值最大化 , 大部分高价值设备都布置在返回舱内 。
服务舱也有很多出彩的功能指标 , 比如光电转换效率达到34%的太阳翼 , 这一指标远远超过了当前天宫空间站应用的柔性太阳翼 , 也超过了国际空间站升级的新一代柔性太阳翼 。
服务舱太阳翼
新一代载人飞船试验船
执行首飞任务的新一代载人飞船试验船的进度状态基本可以等同于昔日神舟一号 , 如今两年过去了 , 基于首飞数据与任务需求 , 新一代载人飞船的改进升级工作想必也进入到了深水区 。
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