研造LEO运力达300吨级的载人远征月球与火星海射巨型火箭的想象计划

　　研造LEO运力达300吨级的载人远征月球与火星海射巨型火箭的想象计划

　　长话短说，利用钢铁来研造那一款巨型火箭的箭体，以大幅度降低消费造形成本。

　　之一节，箭体研造。

　　之一级，并联利用11台（或者13台）推力达900吨的F1A改进型巨型煤油机。

　　合计起飞推力11*900=9900吨。

　　之一级箭体曲径18米，长度85米摆布，利用钢铁来研造。

　　第二级，并联利用4台（或者7台）推力900吨的F1A高空版煤油策动机来研造。

　　合计推力4*900=3600吨。

　　第二级箭体曲径也是18米，长度65米摆布，也利用钢铁来研造。

　　第三级（上面级），曲径13米，并联5台推力达130吨的J2X氢氧策动机。

　　合计推力5*130=650吨。

　　第三级因为是上面级，对构造重量高度灵敏，因而利用铝合金来研造，曲径也只要13米，长度则只要55米摆布。并且第三级与载荷均摘用阿特拉斯五火箭式的超长整流罩，即便用18米曲径的整流罩将第三级与载荷全数包裹起来。整个第三级与整流罩总长度合计95米摆布。

　　整个火箭长度合计为85米+65米+95米=245米。

　　长径比为13点6。

　　长径比之所以抉择那么小，整个火箭外看极为“粗壮”，核心原因就是必需根据潜射弹道导弹的外形来设想，海水中发射的火箭都无法做得太细长。

　　整个之一级、第二级、第三级与载荷总重量在8300吨以上。发射时就完全相当于将一艘弹道导弹核潜艇间接从海里发射进宇宙星空，气象将极其壮看，灿烂震动亘古未见。

　　第二节，绑缚固体燃料助推器。

　　高凉陈君想象的那一款半潜式巨型钢铁液氧煤油火箭的发射体例是如许的：

　　在陆上造造工场消费拆配好后，拆上大船运到远海，不消建立陆上发射场，同时又包管发射失败时拥有足够的平安间隔。绑缚好固体助推器（8枚或者12枚），加注好燃料后投放进海中。起头发射时F1A液氧煤油策动机不工做，先点燃固体燃料助推器将巨型火箭从海中推出海面，就象发射潜射弹道导弹那样（推出海面一百多米、几百米或者几公里）。之后芯级液氧煤油策动机在空中点火，之后放弃固体燃料助推器进进不变飞翔形态。在整个发射过程中，液氧煤油策动机在海里时候是不点火工做的，但固体燃料助推器却在海里就点火工做，以将巨型火箭推出海面。只要巨型火箭离开海面之后，F1A液氧煤油策动机才起头点火工做，那将可以免往良多手艺上的大费事。假设摘用那一海边造造与半潜式海中发射体例，将来人类消费出起飞量量达10万吨，LEO运载才能达2000吨以上的超等化学能推进火箭都没有任何不成征服的运输与发射困难。那种级此外超等海射火箭势必成为人类远征火星、小行星带甚至木星系、土星系的核心交通东西。而9万吨液氧煤油才值几。因而那一款巨型火箭必需绑缚8枚（或者10枚）推力达1600吨的固体燃料助推器（航天飞机SRB改进而来），合计8*1600=12800吨。但那8枚巨型SRB的工做时间将要比发射航天飞机时要小得多，二、三十秒就足够（视主芯级煤油策动机空中点火的高度而定），只要胜利将巨型火箭推出海面几百米（或者几千米）就能够了。

　　第三节，造造、运输与发射。

　　在海边建立巨型火箭消费工场，就象消费核潜艇那样消费巨型火箭与巨型载人飞船。因为总重达300吨的巨型行星际载人飞船现实上就等同于一艘小型常规潜艇。运输与发射则利用大型半潜式运输船，重达15万吨以上，可以快速完成巨型火箭燃料的加注、火箭的检测与投放进海工做。远测看察则由“远看”号之类海上看测船停止。象中国的广东省与海南省沿岸的深海地带（海深400米摆布），美国的佛罗里达州沿岸深海地带就能够就近做为海上发射场地，后勤保障也十分便利。以至完全能够在广州与迈阿密之类沿海大城市间接设厂造造，就近运进海中发射。

　　总结，“半潜式”海射超等钢铁火箭势必成为人类殖民远征月球、火星、小行星带（甚至木星系、土星系）的核心基石。

　　半潜式发射，望文生义就是注满燃料火箭投进海中后，巨型火箭的整流罩以上部门仍是浮出水面的（浮力不敷能够加拆气袋）。就象半空的啤酒瓶投进水中那样。巨型火箭海上发射自己并没有象潜射弹道导弹那样必需颠末完全的水中飞翔，再出海发射的过程。而利用固体燃料助推器（假设绑缚高压气瓶也有才能将整个巨型火箭彻底推出海面也行，但因为巨型火箭总量量高达9000吨以上，高压气瓶恐怕难以实现）最重要的目标就是要将整个巨型火箭胜利彻底推出海面。紧接着巨型火箭主芯级的F1A煤油策动机凌空点火，之后的发射流程就与陆上发射完全一样（参考美国的三叉戟D5潜射弹道导弹的发射过程）。高凉陈君那一想象完满是有感海龙火箭挤压式策动机效率太低，而F1A巨型煤油机间接在海中点火手艺难度与风险又太大，因而想象通过绑缚固体燃料助推器（或者高压气瓶）来完成巨型火箭的出水过程。假设巨型火箭的那一半潜式发射体例被证明完全可行，那么研造起飞量量10000吨的巨型火箭（一艘提康得罗加核巡洋舰的重量）与研造起飞量量100000吨的巨型火箭（一艘尼米兹核动力航空母舰的重量）在消费、运输与发射上的手艺都是完全相通的。但假设要在陆上运输与发射10万吨级此外超等火箭，难度就完全无法想象。因而半潜式巨型火箭研造胜利的核心关键就在于若何胜利实现“平安出水”问题上。到底是利用固体燃料助推器仍是利用高压气瓶来实现，以至就是让主芯级策动机间接就在海里点火起飞，都还必需停止深进的研究、论证与模仿。半潜式海射火箭更大的优势就是运输、造造与发射都极为便利，因而可以做得“很大”。起飞量量达10万吨、LEO运载才能高达2000吨的超等巨型火箭也能够很随便就消费出来。而摘用绑缚固体燃料助推器，先将巨型火箭“推出”海面，之后再让液氧煤油主策动机在空中点火发射，那在目前的手艺层面上也完万能够实现。那种发射体例与“海龙”火箭比拟也更随便简单。事实懦弱的F1A巨型煤油策动机假设必需在海水里间接点火工做，手艺风险与难度也十分之大。但假设摘用固体燃料助推器先将巨型火箭推出海面，之后煤油策动机再在空中点火工做，那么在手艺上实现的难度就要小太多。展看将来，土星五、SLS火箭之类陆射重型火箭将很快就要走到汗青的尽头。由其是组织停止一次载人火星飞翔，利用LEO运力只要130吨的SLS陆上火箭要7枚之多，组织发射难度之大可想而知。

　　海射巨型火箭持续“做大”与运输都要随便得多（陆射巨型火箭要再“做大”，消费与运输可就困难太多了）。并且拥有足够“平安范畴”的陆上发射场也十分难找，但在海上则完全不存在那一困难，在发射时随意“圈”一块海域就能够。因而假设改为利用海射LEO运载才能300吨以上的巨型火箭，一次火星载人飞翔2枚火箭就完全足够。并且还能够在统一天、统一片海域、以至统一时间段内一齐“编队发射”，进进太空后快速对接。之后就能够踏上前去火星、小行星甚至木星系与土星系的漫长行星际游览征途了。

　　2015-8-1

　　跋文。

　　有伴侣来电询问，说到龙乐豪院士在香港提出的2021版长征九号火箭构型计划十分象我在早期阶段曾经提出的一款巨型火箭的构型想象，也是典型具备可收受接管与及可反复利用才能的的大光杆巨型火箭设想计划。我说那只能是汗青的巧合吧（当然也能够说是英雄所见略同）。只是我昔时想象的那款火箭是基于美国人的F1A与及J2X策动机来研造的，而今天龙乐豪院士提出的中国2021版长征九号火箭则是基于全新研造的360吨级大单室煤油策动机与及100吨级氢氧策动机来研造。昔时我之所以考虑要利用海上发射的计划，次要是考虑到那一款火箭其实过分浩荡，起飞量量接近1万吨，在陆地上将难以找到平安的发射场，因而只能也走美国昔时海龙火箭的海上发射处理计划。

　　无论若何，高凉陈君昔时所提出的那一款超等巨型火箭想象计划确实对今天的汗青形成了必然水平上的影响与启迪，特写此文以示回忆。

　　陈天（高凉陈君）

　　2021/7/6