长征9超重火箭有惊喜,外形上出现巨大的不同

在中国天宫太空站完成3舱完整构型后,关注中国太空探测发展的人士开始把下一个焦点放在长征9号超重型运载火箭的研制上。从日前珠海中国航展上展出的模型显示,其总体构型已基本确定会大量採用火箭回收与圆柱体结构等新设计概念。长征9号预计于2030年实现首飞,其运载能力将直追美国SpaceX星舰的超重型火箭,足以将整个天宫太空站送进太空。

今年第14届珠海航展上展示了许多航空航天装备的实物与模型,其中最受关注的是一座有如擎天巨柱般的火箭长征9号模型,放在它身旁的目前中国最大火箭长征5号相比之下,两者体型相差数倍,可以想见如果看到长征9号的实体将会有极强烈震撼的感受。

右侧4具模型都是长征9号的几个不同构型方案,与左边中国目前正在使用的各型运载火箭,体型差异极大。(图/腾讯网)
右侧4具模型都是长征9号的几个不同构型方案,与左边中国目前正在使用的各型运载火箭,体型差异极大。(图/腾讯网)

曾经担任长征9号总设计师的中国工程院龙乐豪院士指出,长征5号直径5米、高50多米,而长征9号直径10.6米、高度114米,几乎是长征5号4倍体积。其近地轨运载能力为150吨,足可把整个天宫太空站送入太空。长征9号运载能力将超过美国土星5号,也超过了美国太空发射系统(SLS)重型火箭,将会把中国火箭运载能力推上世界最前列。

中国工程院龙乐豪院士提出单体柱型结构,之后在体型、燃料与发动机型号都有新的方案,整体概念向星舰设计靠近。(图/腾讯网)
中国工程院龙乐豪院士提出单体柱型结构,之后在体型、燃料与发动机型号都有新的方案,整体概念向星舰设计靠近。(图/腾讯网)

目前长征9号总体构型方案已基本确定,1级火箭是24台推力240吨的液氧煤油发动机,2级火箭则是4台120吨的氢氧发动机,3级为1台120吨氢氧发动机。这3级发动机均已经进行热火试验,预计8-10年内进行首飞。

从这次展出的长征9号模型看来,已定案的构型其箭体与美国SpaceX的星舰(Star Ship)相似,除了运力强大之外,还能重复使用。从进度上看,长征9号进度比星舰慢得多,除了立项的时间较晚之外,多次变更构型方案,也影响了计划进度。

网民制作的长征5号与长征9号并列的想像图,可以看出长征9号箭身比长征5号的发射架还高出许多。(图/腾讯网)
网民制作的长征5号与长征9号并列的想像图,可以看出长征9号箭身比长征5号的发射架还高出许多。(图/腾讯网)

长征9号在2016年9月就已经立项,目前1、2、3级发动机都已接近完成阶段,火箭壳体、整流罩以及级间环等也都下线。不过航天科技集团高层官员透露,首飞之前的试验火箭或许与珠海航展上的柱型单体无助推构型不同,可能採用4具助推火箭结构。因为4具助推火箭结构是长征5号的构型,也是长征9号最初的构型,它的多数部件已研制完成,初期的测试如果採用这种结构,就可能会在2026年进行首飞。

大陆专家们在长征9号构型讨论中曾有过几种不同的方案,这2年变化尤其多,可能是受到SpaceX星舰测试结果的影响。去年龙乐豪提出单体柱型结构,之后在体型、燃料与发动机型号都有新的方案,最近他在接受央视专访时又提及首飞时间8-10年内,若从珠海展出模型观察,应该是已经放弃原来的4助推火箭构型,确定了单体柱型结构,如此一来在外型上就会与 SpaceX星舰更像。

分析人士认为,不断更改长征9号构型受到外国太空工程发展的影响很大,近几年火箭构型的变化趋势主要朝向可回收重复使用的方向发展,最主要目的是节省经费。珠海展出长征号9号模型在柱体中间周围有4格状栅舵,即是为了回收1级火箭所做的设计。按已公布资料,将使用绳索拦截阻降技术来回收有20多台发动机组成的1级火箭。眾所周知,回收火箭是马斯克的SpaceX可以用最低廉的价格进行发射任务的关键,这项技术让它成为全球最有竞争力的私营太空企业。

珠海航展上长征9号模型1级火箭上有4具栅格舵,是为回收火箭的设计。(图/腾讯网)
珠海航展上长征9号模型1级火箭上有4具栅格舵,是为回收火箭的设计。(图/腾讯网)

不只是火箭回收的概念,长征9号箭体结构也从最初的2、3级发动机粗细不同变更为相同直径的直筒外型,外型上更像星舰,因此有些人直呼这根本是「中国版星舰」。若按网路上龙乐豪院士简报檔提供的参数,新版长征9号直径是10.6米、高度是114米,从体积上看是比马斯克的星舰直径9米、高度119米更粗。长征9号发射总重量为4122吨,近地轨道运载能力在100~160吨之间,远地轨或星际转移轨道的运载能力在35~53吨之间,现在既然已公开展示模型,很有可能已是成熟且确定的方案。

不少人认为长征9号可能会成为中国首具载人登月火箭,但另有消息指出,中国载人登月火箭是正在研制的CZ-5DY火箭,长征9号将以月球基地运输与大型航天器发射任务为主。(图/新华社)
不少人认为长征9号可能会成为中国首具载人登月火箭,但另有消息指出,中国载人登月火箭是正在研制的CZ-5DY火箭,长征9号将以月球基地运输与大型航天器发射任务为主。(图/新华社)

长征9号将是中国设计和制造的最大型的火箭,不少人认为它可能会是像美国土星5号一样成为中国首具载人登月火箭。但另有消息称,中国主力登月火箭是正在研制的新一代CZ-5DY载人火箭,至于长征9号,由于其运载量大,将以月球基地运输与近地轨道大型航天器发射任务为主,或者延续至未来的火星探测任务。无论如何,长征9号将是中国在未来十几年内与美国争夺太空探测领导权的重要工具,对中国太空事业具有时代性的意义。

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