作者:华东之雄
从会议室里出来,马克斯就开始琢磨了,当然了,这个飞往火星的星舰早就开始琢磨了,只是一直无法实施,毕竟载人登月才是第一步,而现在,他终于看到了希望。
“我们可以把它叫做星际运输系统,我要利用它将一百个人移民到火星!”
现在的星舰MK1和龙飞船的组合还是太小了,最多只能运输七个人,而且还只能在地球周围运动,根本就无法飞向太空,想要上月球,还得对接一个专门的登月舱,用它来飞向火星难上加难,相比之下,还是用这种全新的系统最合适,它属于超重火箭和大型星舰的组合体,也可以把它叫做星际运输系统,它就是用来进行星际移民的。
“马克斯,你的这套系统属于两级结构,甚至是一级结构,你怎么会这样设想?”秦涛问道。
多级火箭的设想是伟大的现代航天之父齐奥尔科夫斯基提出来的,把火箭分成几部分,燃烧完一部分的燃料之后,就将这部分的外壳扔掉,这样能减轻火箭自身的重量,让火箭飞得更远,获得的速度更大。
曾经的航天器使用的都是多级火箭,比如说想要发射近地轨道卫星,就得用两级火箭,想要发射高轨道卫星,就得用三级火箭。阿波罗火箭也都是三级结构,印度们因为技术不够高,甚至还搞过四级火箭。
不过,随着技术的进步,尤其是火箭发动机性能的不断提升,火箭级数越来越少。
美国佬的航天飞机就不是多级结构,它的肚子上有燃料箱,两边用固体助推器,直接发射升空就能入轨,这算多少?
这就算是典型的一级半结构,助推器算半级,毕竟燃烧完毕脱落,也能减轻自身重量,一级一些火箭,也开始搞一级半的结构,在国内长征五号B是第一个搞一级半结构的火箭,中间是火箭主体,只有一级,上面就是载荷,四面绑助推器。
一级半的结构已经是巅峰了,而马克斯要搞的呢?
上面的星舰是一个整体,可以算作载荷,下面就只有一级超重火箭,这岂不是单极入轨?
考虑到上面的星舰飞船也能携带上千吨的推进剂,可以把这个星舰叫做火箭的第二级,但是,上面这个不单单是火箭,还是有效载荷,它是要整体飞往火星的,这样一个整体结构算作载荷的话,那整个系统就是单极火箭。
听到秦涛的问话,马克斯笑了笑:“当然是想要完全回收,这才能更加节省,我最终的目标是将星舰单词飞行成本降低到一千万美元,将每个人前往火星的成本降低到二十万美元。”
现在的星舰MK1,还不能完全回收,尤其是第二级火箭,只能扔到大气层中烧掉,这是严重的浪费,而星舰MK2,这种新型系统采用了新的结构,就是想要实现完全回收!
“下面的超重火箭在完成发射任务之后,还要飞回来,而且,还需要飞到我们的发射塔上。”马克斯继续说道:“我们的发射塔要起个新的名字,叫做发射捕获塔,这个塔不仅仅要发射火箭,还要回收,而且还能快速进行第二次发射。”
说起这些来,马克斯是吐沫星子飞溅,非常兴奋。
“这个发射捕获塔高145米,全钢结构,有三条机械臂,其中一个叫做快速断开臂,这个用来连接加注设备,在发射前快速把加注设备挪开,同时充当中部稳定结构。其他两个机械臂就像是筷子一样,没错,就是筷子,用来捕获我们的超重型火箭!”
火箭怎么回收?最好的办法是让它自己飞回来!
“这个超重火箭在完成发射任务之后,恐怕已经飞出大气层了吧?”秦涛继续问道,想要让飞出大气层的飞行器重新飞回来,这可不容易!
“还没有完全飞出去,我计算过,速度应该是在25马赫左右,在回收的时候,我计划让它使用特殊的腹部拍水式俯冲方式降落,充分利用空气阻力来减速,从而节省返航时候的燃料。”马克斯在短短的时间里,把这些技术路线都给想到了。
他再次画起来了返航时候的设计图,在回来的时候,先和航天飞机类似,是横着的,用最大的面积来接触空气,从而减速,在下降的过程中,不断地摆正姿态,逐渐变成竖直状态。
这种返回方式,同时也适用于上面的飞船,毕竟飞船也是要回收的。
“为了更好地完成这个使命,整个星际运输系统的外壳需要使用专门的复合材料制造。”
当听到这里的时候,秦涛摇了摇头:“马克斯,我觉得复合材料不一定好,用最简单的材料也是最合适的,我们就用不锈钢如何?”
秦涛记得,在自己重生前的那个时空里,马克斯就宣称这种系统要用碳纤维复合材料,但是两年之后,不得不把重金采购的复合材料报废掉,采用不锈钢。
很简单,从太空低温到重新回到地面的高温状态,不锈钢的表现肯定比碳纤维要好得多,甚至比钛合金表现得还要好。
闪闪发光的不锈钢外壳,看上去也是充满了工业的美感的,马克斯没必要换掉这种材料。
马克斯的目光带着疑惑:“还继续使用不锈钢?”
“没错,相信我,不锈钢是最好的选择。”
马克斯点头:“好,秦总,我相信您,那就用不锈钢。超重飞船和星舰全部都用不锈钢外壳,用支腿来固定,这样也能飞到其他星球表面降落,我们计划在两年内完成设计,两年内制造,最多五年的时间,就有机会飞向火星!”
“咳咳。”秦涛咳嗽了两声:“马克斯,如果这种星舰捣鼓出来了,我们是不是先飞到月球上检测一下比较好,这种星舰应该拥有一百五十吨的载荷吧?向月球运输物资,建设月球基地是不是比较好?至于飞往火星,我们还是要慢慢来。”
月球竞赛已经开始,飞往月球,建设月球基地很重要,但是飞往火星嘛,除了名声,貌似还真没有太大作用。
还是先上月球好了。
这种星际运输系统是世界上最大的火箭,远远地超过世界上任何一种火箭,毕竟俄国人的能源号,也不过只有四个助推器使用RD170,总推力三千多吨,而现在的这种超重星舰,要使用十台发动机,起飞推力七千多吨!
整个起飞重量也超过了五千吨,下面装载三千多吨推进剂,上面则装载一千两百吨推进剂。
别看个头很大,这种飞船的重量却很轻,上面的飞船干重只有85吨,所以上面装载150吨的有效载荷轻轻松松,不过估计得在发射过程中消耗一部分燃料,想要燃料更加充裕,估计得在轨道上补充一次燃料,这样才能更好地飞往月球或者火星。
“是的,我们计划的载荷是150吨。”马克斯点头:“飞往火星可不容易,既然飞一次过去,那肯定要携带大批的物资过去才行。”
飞往火星是个复杂的航天工程,这不仅仅要考虑到飞过去,关键还得考虑怎么回来,不可能只是单程船票啊。
有人曾经计算过,想要飞往火星,至少是个五百吨的大家伙才行。
飞船在出发的时候,全重五百多吨,使用比冲最高的氢氧发动机,进入理想霍曼转移轨道需要速度增量3590米每秒,再预留百分之十的燃料,这样就需要燃料三百多吨,如果把烧完的火箭燃料和壳体扔掉的话,到达火星附近轨道的时候,飞船重量会降低到两百吨以下。
接下来被火星引力捕获,还需要消耗七十吨的燃料,进入近火点200千米,远火点17000千米的火星同步转移轨道。此时还剩下一百多吨,分成两部分,其中轨道舱在火星轨道上等待,还得准备返回地球,至少需要八十吨,然后扔下一个四十多吨的火星登陆舱,下降消耗六吨燃料,上升消耗十六吨燃料,等到返回的时候,还剩下十几吨的重量,返回轨道舱之后,把剩余的燃料用来加速,然后扔掉,轨道舱返回地球。
这种是非常复杂的,充满了很多不确定性的因素,一旦要是拖延了时间,可能就是灾难性的,毕竟月球一直绕着地球转,距离差不多,但是火星和地球之间的距离千差万别,一旦错过了发射窗口,那就再也回不来了。
但是,马克斯的这个方案,就更加激进了。
一千多吨的这个飞船是要直接全部降落到火星上的,上去之后,燃料肯定消耗了不少,回来是不够了,他给出的方案就是现场就地制造,利用火星的大气层来获得甲烷和氧气,制造好了燃料再回来。
至于人,可以在上面多停留一段时间,火星和地球每隔大约780天就会出现一次距离最近的机会,这个时间又叫做会合周期,大约是26个月,让人们在上面待两年再返航就可以了,这段时间足够。
至于会不会寂寞?
上百人过去,能寂寞吗?趁着这段时间,说不定还能多几个小生命出来。
“等到以后,我们把RD-170发动机仿制出来,改用了甲烷燃料之后,这个超重火箭就能持续发射,第一次发射之后,返回发射捕捉塔,一个小时完成燃料的加注和检查任务,同时把等候在旁边的星舰飞船安装上去,再次进行发射,这样在一个发射窗口里,利用一个发射台和一枚超重火箭,就能发射个五次甚至是十次,这些星舰一起飞往火星,那才叫热闹。”
只要想象一下那种场景,就能知道有多壮观:一排带着支腿的星舰矗立在发射架的旁边,等待着超重火箭回来,吊装上去,然后再发射,这简直就和旅游景点排队坐过山车一样快!
之所以不多建造几个超重火箭和发射台,当然是为了降低成本,超重火箭能反复使用,这样才能大大地降低进入太空中的成本,而一个发射窗口里,全部发射出去,简直就是个太空舰队啊!
想到那种场景,连秦涛都有些期待了,壮观啊!
这也是要使用甲烷液氧发动机的原因。
其实这种燃料不是星舰公司的首创,早在六十年代,世界上就已经有这种设计方案了,只不过一开始并不被看好,最开始搞的是毒火箭,也就是偏二甲肼这些,后来是液氧煤油和液氢液氧发动机,如果不是星舰公司要探索火星,这种发动机还不会出来,因为甲烷和氧气都可以通过火星大气制造出来,可以就地取材,毕竟对于火箭来说,燃料的重量是占据大头的。
不过,在研究之后,还有了新的发现,比如说,液氧甲烷发动机不结焦,这是可以多次重复使用的重要原因,使用过之后,里面干干净净,就可以继续使用,如果里面有了结焦,再使用就会变得危险起来了。
超重火箭想要多次使用,还是得用液氧甲烷,不过星舰公司有了以前的经验,既然可以把NK33改造成为液氧甲烷发动机,那同样也能把RD170改成这种发动机。
多次使用,飞往火星,这些梦想都即将实现。
马克斯的目光中满是憧憬。
“秦总,我们怎么才能把RD170发动机偷出来?”马克斯继续回到了原来的问题上。
这一切都依赖于强悍的发动机,没有这种发动机,一切都白搭。
对俄国人来说,这种发动机也是很强的,属于国之重器,俄国人绝对不会轻易把它拿出来卖掉的,在后世,曾经有过多次新闻,俄国人开价多少亿,要把这种发动机卖给东方,然后就没有下文了。
实际上,这类文章属于捕风捉影,甚至是故意炮制消息,东方根本就不需要这种发动机,原因也很简单:没地方用。
哪怕就连美国人,用的也是砍掉一半,推力减半的RD180,就是因为不需要那么强的推力。
东方的长征五号,使用的也不过是120吨推力的液氧煤油发动机当助推器,芯级用的还是50吨推力的液氢液氧发动机,这就足够了。
到了后来的长征九号,开始计划使用五百吨推力的YF-130,后来又计划使用推力360吨的YF-135,再后来,又计划使用推力200吨的液氧甲烷发动机,设计方案不断变动,说明了这种发动机研发的难度,不过,不管怎么变,也没有用过八百吨的。
至于最后选择液氧甲烷发动机,估计也是考虑到了重型火箭那巨大的成本,用这种可重复使用的发动机,可以节省重量。
现在,马克斯要把这种发动机弄到手才安心,这可是所有项目的前提。
秦涛笑了笑:“那还不简单,把看守的俄国人灌醉就行了,他们毕竟是拿我们工资的,你说向着谁?”
第1097章 大不了拔网线
马克斯愕然。
他自己也想过很多办法,其中可行性最高的就是挖个隧道,把仓库打通,神不知鬼不觉,但是这发动机毕竟太大了,这隧道也得很大,而且,还不方便使用机械设备,想要偷走不容易。
秦涛说的方案就简单直接了,灌醉俄国人,打开仓库门,大摇大摆地把东西带走!
秦总果然就是秦总,提供的方案都是这么的简单可行!
马克斯兴奋地点头:“好,那就这么干!秦总,我觉得我们这个方案还不能对外公布,我们先自己做好项目计划,等到把这种星际运输系统做出来,再向外界宣布也不迟,到了那个时候,我们的股票肯定还能再翻几倍。”
秦涛点头:“你们也要考虑到其中的风险性,不能着急,慢慢来,尤其是这个回收。”
后世的星舰经常在发射台上爆炸,秦涛可是知道的,这种全新技术的研发没那么容易,还是得稳定。
毕竟,反复使用的火箭还是新鲜事物,很多技术都需要钻研,别的不说,仅仅是一个燃料箱,一次加注就报废和多次反复加注,需要的质量是不一样的。
马克斯点头:“我们知道。”
事情就说完了,时间也到了晚上十一点,秦涛打着哈欠,打算回去睡觉,但是走出去之后,就看到了楼道里几个身影,顿时就是苦笑,看来今天是回不去了。
干脆就在酒店里开个房间吧,说完了就睡。
“秦总,听说您和俄国人谈好了,要用几台RD170发动机作为抵押,向他们借贷一亿,搞重型火箭?”许强向秦涛问道。
“是的。”
“秦总,我们有机会接触到这种发动机吗?”吴生兴奋地问道。
“咱们需要这种发动机吗?”秦涛好奇。
按说长征五号才走上研发的快车道,长征九号这种火箭应该还没有立项,用不着这种大火箭发动机啊。
长久以来,国内发射火箭的主力是长征二号,这种火箭就是从当年的东风5技术移植过来的,一直用到了八十年代,国内开始论证新的大型运载火箭,毕竟旧的长征火箭系列存在着运载能力低,芯级直径小,型号偏多,型谱重叠,可靠性不高,发射准备周期长,使用的偏二甲肼和四氧化二氮推进剂毒性大且价格昂贵,这些都需要改变。
在九十年代,国内应景了2台RD-120发动机进行原理研究,进行关键技术攻关,在这些技术的基础上,YF-100液氧煤油补燃循环发动机立项,成为了长征五号的助推器发动机。
在进入新千年之后,长征五号芯级使用的氢氧发动机也立项,从此构成了全新的长征五号系列,这些发动机的推力都不大,距离RD170还远着呢,用得着这种大家伙吗?
“当然。”吴生点头:“秦总,这种发动机虽然是八百吨推力的大型发动机,但是,它用的是四个燃烧室的方案,分开看,一个燃烧室就是两百吨推力,我们哪怕只获得四分之一,也能有很大的启发作用。”
流体力学是一门很复杂的学问,复杂在于其中的很多情况是无法通过计算机来模拟的,只能通过实践验证,把一台五十吨的发动机等比例放大一倍,能得到一台一百吨的发动机吗?
答案是否定的,因为等比例放大之后,内部的条件已经发生了改变,燃烧条件也发生了变化。
所以,每一种推力不同的发动机,都需要重新验证,很多时候还不能模拟,就得一次次的做实验,寻找最合适的布局。
现在,如果要是有了这种发动机做样品,那己方的火箭发动机也能迅速过渡到一个新的时代:一个燃烧室两百吨,两个燃烧室四百吨,四个燃烧室八百吨,这样要什么推力有什么推力,以后不管想要攒多大推力的火箭,都是游刃有余。
秦涛突然想到了什么:“我们现在的猛禽发动机,就是两百吨级的,我们搞两个燃烧室,就是四百吨,四个燃烧室就是八百吨。对我们星舰公司来说,这种发动机是不是没什么意义?”
这也不对啊,如果真的没意义,那马克斯也不至于这么激动啊。
许强摇头:“秦总,您说的那种相当于是多台并联,并不是严格意义上的一台发动机,多个燃烧室的发动机可以砍掉一部分降低推力,但是,小推力的发动机想要增加燃烧室来增加推力,那可不容易。”
“为什么?”
“因为一台发动机不仅仅有燃烧室,还有涡轮泵,还有预燃室。”吴生继续解释:“就拿RD-170来说,虽然有四个燃烧室,但是只有一台涡轮泵,这一个涡轮泵是要给四个燃烧室一起提供燃料的,这样才能让四个燃烧室同步启动,这比四台发动机并联的结构要简单的多。”
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