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主题:[军情] 美公布新登月火箭设计方案: 战神5
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战神5  AresV

Ares是希腊神话中的战神,V是罗马数字5。
新浪科技讯 北京时间6月28日消息,据国外媒体报道,美国宇航局于25日公布了“战神5”号登月火箭的新设计方案,并表示,这枚将在12年内搭载宇航员到达月球表面的“战神5”号,大约有38层大楼那么高,而且载荷也超过了最初计划。

  这枚火箭的长度比最初设计方案增加了大约20英尺,原计划火箭底部安装5个主发动机,现在变成了6个。工程师表示,他们还决定扩大一对固体燃料火箭助推器,这两个助推器将被安装在火箭侧面,这样它就能比最初预计携带更多燃料、补给和仪器。
  马歇尔航天飞行中心“战神”号项目办公室经理史蒂夫·库克表示,这个新方案大约将让“战神5”号比原设计多携带1.56万磅载荷。根据刚开始的设计方案,“战神5”号长361英尺,大小跟“土星5”号登月火箭类似。但库克表示,重新设计的“战神5”号火箭长381英尺,大约跟38层楼一般高。这枚火箭是“星座”月球探测项目的一部分,该火箭能携带4名宇航员、一个月球着陆器和其他将在月球上降落的仪器。美国宇航局表示,它希望“战神5”号总共能将15.66万磅的货物运输到月球上,并且将来有一天可把人和货物送往火星。

  库克在一次吹风会上告诉记者:“我们已经参考了1700多个‘战神’号设计方案。”有关人员在设计这套新方案时,权衡了成本、安全、可靠和性能等因素。经过为期9个月的研究,确定美国宇航局是否能实现重返月球的目标后,宣布了这项改进方案。“星座”计划项目经理杰夫·汉雷在声明中表示,研究显示,宇航员可在2020年重返月球。他说:“这项大规模研究证明我们已经为下一阶段做好准备,这个阶段是:采纳这些设计方案,继续前进。”

  库克表示,有关“战神5”号的主要工作将在2010年航天飞机退役后展开。“星座”计划跟“阿波罗”计划不同,在“阿波罗”计划中,巨大的“土星5”号一次性将宇航员和所有仪器发射到太空,而“星座”计划制定了分两步将宇航员和仪器送入太空的方案。宇航员将搭乘一枚可以重复使用的火箭“战神1”号搭载的太空舱进入轨道。一旦到达那里,它将与一个由“战神5”号搭载的,环绕地球运行分离舱对接,然后与一颗登陆器、货物和补给一起前往月球。(孝文)


附件 U1235P2DT20080629144137.jpg (25.71 KB)


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Wikipedia上的最新资料

Fact sheet
Function: Cargo Launch Vehicle
Manufacturer: Alliant Techsystems (stage I)
TBD (stage II)
Country of origin: United States

Size
Height: 381.1 ft (116.2 m)
Diameter: 10 m (33 ft)
Stages: 2

Capacity
Payload to LEO: 130,000 kg (290,000 lb)
Payload to
TLI: 71,100 kg (157,000 lb)
Launch History:
Status In Development:
Launch sites: Kennedy Space Center, LC-39A
Total launches: 0
Maiden flight: Scheduled for 2018

Boosters(Stage 0): 5.5-segment Shuttle-derived SRB
No. boosters: 2
Engines: 1 solid
Thrust: 3,774,000 lbf (16,790 kN)
Burn time: 116 seconds
Fuel: APCP(solid)

First Stage
Engines: 6 RS-68(702,055 lbf (3,122.90 kN) at sea-level - 797,000 lbf (3,550 kN) in vacuum, each)
Thrust: ~8.9 million pounds
Burn time: 303 seconds
Fuel: LH2/LOX

Second Stage - Earth Departure Stage
Engines: 1 J-2X
Thrust:
Burn time:  
Fuel: LH2/LOX

计算下起飞推力
16790*2+3,122.90*6=52317.4(KN)=5338.5(T)

在阿波罗那个年代,美国宇航局推出了两个巨型变态火箭设计方案。一个是冯·布劳恩设计的土星C-8(即没有成为现实的土星8号)另一个是NASA推出的新星号(与苏联的UR-700不相上下)
土星1号 土星5号 新星号的对比图

300px-Nova_Rocket.jpg (20.27 KB)
2008-6-29 21:29


Specifications for Nova C8
First Stage Second Stage Third Stage
Length 48.8 m 42.7 m 17.8 m
Diameter 12.2 m 10.1 m 6.6 m
Full Mass 8,000,000 lb (3,600,000 kg) 1,700,000 lb (771,000 kg) 264,500 lb (120,000 kg)
Empty Mass 400,000 lb (181,400 kg) 140,000 lb (63,500 kg) 29,350 lb (13,310 kg)
Number of engines 8 F-1 8 J-2 1 J-2
Thrust <vac> 61,925 kN (13,920,000 lbf) 8,265 kN (1,860,000 lbf) 1,032 kN (232,000 lbf)
ISP 304 s (2.98 kN·s/kg) 425 s (4.17 kN·s/kg) 425 s (4.17 kN·s/kg)
Burn time 157 s 338 s 475 s
Propellants Lox/Kerosene Lox/LH2 Lox/LH2

土星C-8
Manufacturer: Von Braun. LEO Payload: 210,000 kg (460,000 lb). to: 185 km Orbit. at: 28.00 degrees. Payload: 74,000 kg (163,000 lb). to a: Translunar trajectory. Liftoff Thrust: 53,981.000 kN (12,135,411 lbf). Total Mass: 4,770,260 kg (10,516,620 lb). Core Diameter: 12.19 m (39.99 ft). Total Length: 131.00 m (429.00 ft). Flyaway Unit Cost $: 58.290 million. in: 1985 unit dollars.


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Stage Data - Saturn C-8
Stage Number: 1. 1 x Stage: Saturn S-IC-8. Gross Mass: 3,627,500 kg (7,997,200 lb). Empty Mass: 181,400 kg (399,900 lb). Thrust (vac): 61,925.000 kN (13,921,293 lbf). Isp: 304 sec. Burn time: 157 sec. Isp(sl): 265 sec. Diameter: 12.19 m (39.99 ft). Span: 22.87 m (75.03 ft). Length: 48.79 m (160.07 ft). Propellants: Lox/Kerosene. No Engines: 8. Engine: F-1. Status: Study 1960.
Stage Number: 2. 1 x Stage: Saturn S-II-8. Gross Mass: 770,835 kg (1,699,400 lb). Empty Mass: 63,480 kg (139,940 lb). Thrust (vac): 8,265.260 kN (1,858,104 lbf). Isp: 425 sec. Burn time: 338 sec. Isp(sl): 306 sec. Diameter: 10.06 m (33.00 ft). Span: 10.06 m (33.00 ft). Length: 42.68 m (140.02 ft). Propellants: Lox/LH2. No Engines: 8. Engine: J-2. Status: Study 1960.
Stage Number: 3. 1 x Stage: Saturn IVB. Gross Mass: 119,920 kg (264,370 lb). Empty Mass: 13,311 kg (29,345 lb). Thrust (vac): 1,031.983 kN (231,999 lbf). Isp: 425 sec. Burn time: 475 sec. Isp(sl): 200 sec. Diameter: 6.61 m (21.68 ft). Span: 6.61 m (21.68 ft). Length: 17.80 m (58.30 ft). Propellants: Lox/LH2. No Engines: 1. Engine: J-2. Status: Study 1960.
这就是LEO运力210吨的土星C-8(新星号与土星C-8的第一级结构相同)

马歇尔太空飞行中心是全世界最大的(技术最先进的)航天/火箭技术研发中心,他在美国宇航局的地位相当于中国的运载火箭技术研究院。我们在电视上总能看到什麽肯尼迪航天中心,约翰逊航天中心(休斯顿飞控中心)喷气推进实验室等航天机构曝光率很高,其实马歇尔太空飞行中心才是NASA最重要的核心研究机构(马歇尔太空飞行中心的所在地亨茨维尔是美国最大的火箭城,也是美军导弹防御系统指挥中心的所在地)
虽然美军的运载火箭也承担NASA的一些任务(主要是发射星际探测器)但是在重大的国家太空项目中,运载工具的研制工作还是由马歇尔太空飞行中心负责。当年的土星系列火箭,后来的航天飞机以及现在的战神1号/战神5号。

其实无助推器的土星5号发展潜力非常巨大,要知道能源号火箭在设计时也有无助推器,2具,4具,6具和最多8具助推器的不同版本。真正的能源号使用4具助推器(RD-170)而阿瑞斯5号火箭走的也是这个思路(捆绑不同数量的SRB)
只要在土星5号周围捆绑4具助推器,每个助推器使用一台F-1(上面级不变)加大整流罩直径以容纳更多有效载荷,完全可以实现200吨--250吨的LEO运力,这也是冯·布劳恩月球基地/载人登火星计划中重要的运载工具平台。
在一级火箭芯级周围捆绑助推器的方法比把所有发动机装进火箭芯级容易得多(大直径箭体加工浇注和控制系统设计复杂)此外整体可靠性和安全系数的降低也是不得不考虑的,所以捆绑大型助推火箭级的方案最稳妥,成本最低。

寒月悲笳,万里西风瀚海沙;
碧血丹心,关河渺茫梦征尘。
这字体。。。真眼花