第166章 恍若隔世(求月票!)
我计划我们必须要在1月中旬以前完成理论验证工作,然后花两个月时间完成火箭组装,在3月开春前完成最终的发射。”
现代火箭第一级干质量占比约10-15%。
假设第一级推进剂350吨,干质量30吨,第二级50吨,载荷8吨,总质量438吨。
第一级初始质量m0=438吨,燃烧后质量mf=30+50+8=88吨,质量比MR=438÷88≈4.98。
假设第一级平均比冲290秒,排气速度ve=290×9.8≈2,842m/s,delta-v1=2,842×ln(4.98)≈4,563m/s。”
他继续说道:“第二级初始质量m0=50+8=58吨,燃烧后mf=5+8=13吨,质量比MR=58÷13≈4.46。
林燃说:“目前火箭设计已经完成,我们以长征二号F为参考,它能将约7.8吨的神舟飞船送入低地球轨道,总推力约5920千牛,起飞质量464吨。
长征二号F使用8台YF-20B发动机,4台在芯级,4台在助推器上。
YF-102推力更高,7台就能提供5845千牛,接近我们的需求。
我们简化设计,取消助推器,只用芯级配7台YF-102,结构会更简单,在过去两个月时间里我们对质量分配进行了优化,确保推重比和delta-v足够。”
林燃接着起身站在白板上,用马克笔娴熟地画出火箭草图,标注7台YF-102发动机呈六边形排列,中央一台。
YF-102V比冲330秒,ve=330×9.8≈3,234m/s,delta-v2=3,234×ln(4.46)≈4,835m/s。
总delta-v≈4563+4835=9398m/s,接近9000-9500m/s的需求。
这段时间我们考虑重力和阻力损失,对轨迹进行了优化,在过程中增加了推进剂。
当前燃烧一号火箭已经完成了初步设计,接下来大家的工作就是负责技术本身的模拟验证。
另外就是材料方面,需要充分和供应商们沟通,确定是否有符合我们条件的材料能够用于降低干质量的同时,还能确保火箭在高推力下的稳定性。
他快速计算:“假设总起飞质量438吨,重力约4292千牛,7台YF-102提供5845千牛,推重比为5845÷4292≈1.36,符合发射要求。
YF-102是气态发生器循环,类似SpaceX的Merlin1D。
Merlin1D海平面比冲约282秒,真空约311秒。
YF-102的情况也类似,第一级平均比冲290秒,第二级YF-102V真空比冲330秒。
然后第一级干质量需要尽量低。