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为什么猎鹰九号比长征五号b(乙)型苗条那么多却有差不多的运力? 第1页

  

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很简单啊,因为火箭再厉害也逃不了物理法则,都要遵循齐奥尔科夫斯基火箭方程。

火箭本质上追求的是变的速度ΔV,而这个速度是由火箭排气速度Ve,火箭干重mf和火箭起始重量(干重+推进剂)m0组成的。

火箭引擎越来越升级只是提升了该方程构成Ve的比冲,也就是Isp部分,并不是火箭的全部。火箭引擎效率再高,不在系统上优化等于也只是浪费了燃料来推进燃料而已。

m0=(mf+推进剂质量)

所以要这个ΔV尽可能大,就要mf尽可能小,也就是火箭自身要尽可能减重。

猎鹰9比长征5的优势便是这里,最简单的两个,第一没有助推稳定的尾翼,节省了质量。

第二长征5号用的是分开储箱,每一级火箭的燃料和氧化剂的储箱都是分开的,两个罐头四个底,中间还有隔开的空间,有额外的高度也就是额外的箭体质量。

SpaceX一直都在用的共底储箱,每一级火箭的燃料和氧化剂罐头是挨着的,两个罐三个底,液氧的罐底便是煤油的罐顶,这也省了一个罐底和缩短箭体长度的质量。

除此之外还有很多生产和发射时的细节,比如给煤油降低温度增加同等体积下的质量等。


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差不多的运力?嗯?

猎鹰九号就算不回收,GTO运力只有8.3吨,而长五能达到14吨。这5.7吨的差距已经顶得上两三辆SUV了,在题主眼里变成了“差不多”???

(对照一下,钱德拉X射线天文台质量为5865千克,最重的GEO通信卫星GSAT-11质量为5854千克,卡西尼-惠更斯土星探测器质量为5655千克,最新型号的GPS卫星 GPSIIIA质量为3880千克。多出来的5.7吨的差距能把以上任一打上GTO)

就算是削了上面级的长五B,全世界唯一一个芯一级入轨了的火箭,也有25吨的LEO运力,多于猎鹰九号全推力不回收的22.8吨,所以这个问题不成立。何况长五B整流罩更大,让猎鹰九号去打空间站核心舱是绝对塞不下的。

至于为什么猎鹰九号比长五苗条,是因为长五芯级采用了氢氧燃料。氢氧燃料相比猎鹰的液氧煤油密度低,需要的体积自然大(当然,除此之外还有多出来的保温层、针对液氢特性特殊设计的设备和隔层等等)。从技术方面分析,氢氧发动机天生比冲大于液氧煤油,氢储罐和发动机涡轮泵的设计比液氧煤油更困难。两型火箭,一个是为了压缩成本多赚钱开发的,另一个是为了安全发射高价值大质量载荷,同时高攀科技树而开发的,能比吗?


另外奉劝某些人耗子尾汁,别把饭圈那一套思维带到航天来。

我同意我国航天确实目前不如美国,毕竟几十年的差距摆在那里,我能理解一些人恨铁不成钢的心情。这种心情我也有,我也希望咱能造出猎鹰那样的火箭。

但,这不是瞎吹猎鹰的理由,更不是随便拿长五跟猎鹰比的理由。长五是个发射大吨位大体积高轨载荷的火箭,走的是氢氧发动机的科技树;猎鹰是个打中小型LEO/MEO载荷的火箭,走的是液氧煤油发动机的科技树,而且所有技能点都是为了商业航天节约成本而点开的。两个火箭根本就是为完全不同的目的设计的,硬要对比,就会像郑渊洁写的那样:

让田径班的学生改学跳水,让武术班的学生改学棋类,让游泳班的学生改学武术,让跳水班的学生改学足球……

就尼玛瞎扯淡嘛


写在最后:其实我学的专业是天文,航天我算是一脚踢在门槛上的门外汉,所以在天文方面我写的东西比写航天要专业且生动得多。在座如果有对天文感兴趣的,不妨看看本知乎小透明写的第一篇正儿八经的科普文,帮你打发了时间,我也借这个机会复习功课。求拍砖~




  

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