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[话题讨论] 长征五号助推器伞降回收

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CDer:001181519
发表于 2020-11-22 13:08 超大游击队员 | 显示全部楼层 |阅读模式
这几天电子号伞降回收很热门,不知道能否成功,我却突然想到长征五号助推器的干重只有14.3吨(也就是不含燃料的重量),为什么不用相同的方法,采用米26级别的重型直升机进行空中回收呢?从文昌发射助推器的落点在东沙群岛附近,如此近的距离,重型直升机只需多带些燃料完全可以飞抵,用吊钩钩住助推器的降落伞,然后放在‘我依然爱你’那样的海上回收船上。这样回收不仅比猎鹰那样的垂直回收风险小,成功率高,而且技术难度也低。为何从来没有听到过相关设想?望大家都来讨论讨论。

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CDer:001181519
 楼主| 发表于 2020-11-22 13:12 超大游击队员 | 显示全部楼层
米26最大载重20吨,我们手里也有。另外芯一级的发动机也可以采取类似的方法伞降空中直升机回收,只回收YF50发动机,而芯一级外壳负责承受重返大气层的烧灼,也就是头朝下的姿态重返大气层,你这样发动机处于尾部低温处,重入大气层后外可以发动机分离,打开降落伞用直升机空中回收,记得欧洲的阿里亚娜火箭,也有这样的回收方案。
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CDer:001181519
 楼主| 发表于 2020-11-22 13:20 超大游击队员 | 显示全部楼层
伞降空中直升机回收,不但不需要牺牲载荷,不需要浪费额外燃料,更不需要发动机空中二次点火或节流,我认为是个简单易行且高效的回首方式
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CDer:001132546
发表于 2020-11-22 13:38 超大游击队员 | 显示全部楼层
长五遥三时,助推器是13.8吨吧

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 楼主| 发表于 2020-11-22 13:51 超大游击队员 | 显示全部楼层
谭家沧 发表于 2020-11-22 13:38
长五遥三时,助推器是13.8吨吧

或许是归零后优化减重了吧,具体重量各种公开资料都有各自说法,不过唯一可以确定的是重量只有十几吨,完全可以用直升机空中回收。长五的助推器实际上就是一般火箭的第一级,八个主要的起飞发动机YF100都在助推器里,占火箭总成本的60%以上。
套用小火箭的文章:第一次发射,全新的火箭,第一级的成本为3534.2万美元,第二级的成本为812.4万美元,给测控的弟兄们1242万美元,利润为621万美元。
报价就是6209.6万美元。(含保险费用)
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CDer:001181519
 楼主| 发表于 2020-11-22 13:51 超大游击队员 | 显示全部楼层
上面说的是猎鹰九号
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CDer:000959270
发表于 2020-11-22 13:52 | 显示全部楼层

RE: 长征五号助推器伞降回收

本帖最后由 cdcirio991 于 2020-11-22 13:54 编辑
保持理智 发表于 2020-11-22 13:20
伞降空中直升机回收,不但不需要牺牲载荷,不需要浪费额外燃料,更不需要发动机空中二次点火或节流,我认为 ...


你是不是以为飞机直接抓住助推器不要降落伞的....

降落伞重量是0对吧... 然后控制降落伞的结构重量也是0是吧...

关键是:不是所有发动机都是可复用设计的......
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CDer:001181519
 楼主| 发表于 2020-11-22 13:56 超大游击队员 | 显示全部楼层
cdcirio991 发表于 2020-11-22 13:52
你是不是以为飞机直接抓住助推器不要降落伞的....

降落伞重量是0对吧... 然后控制降落伞的结构重量 ...

不不,这点我也考虑过,不过这些重量应该不会超过一吨吧?米26的载重是20吨,助推器的重量是13至14.3吨,即使加上降落伞与附属系统的重量也不过是15吨左右而已,完全可行
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CDer:001181519
 楼主| 发表于 2020-11-22 13:58 超大游击队员 | 显示全部楼层
cdcirio991 发表于 2020-11-22 13:52
你是不是以为飞机直接抓住助推器不要降落伞的....

降落伞重量是0对吧... 然后控制降落伞的结构重量 ...

至于你第二个问题,从长征八号计划回收就可以看出YF100是可以重复使用的,或者说有那个潜力的。
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CDer:001063626
发表于 2020-11-22 14:08 | 显示全部楼层

RE: 长征五号助推器伞降回收

保持理智 发表于 2020-11-22 13:58
至于你第二个问题,从长征八号计划回收就可以看出YF100是可以重复使用的,或者说有那个潜力的。

关键是YF100不是按可回收设计的,如果要按可回收设计,又得一大波测试。
另外,助推器再入到溅水的时间窗口很窄,即使开了降落伞时间窗口依然短,要米26去找到并空中勾住难度太高。
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CDer:001181519
 楼主| 发表于 2020-11-22 14:17 超大游击队员 | 显示全部楼层
Alpha_I 发表于 2020-11-22 14:08
关键是YF100不是按可回收设计的,如果要按可回收设计,又得一大波测试。
另外,助推器再入到溅水的时间 ...

勇于尝试,勇于创新嘛,电子号猎鹰号能这样做,我们为什么不能呢?可回收火箭是大势所趋,如果我们不发展,必然会被市场所淘汰。至于回收火箭的收益,算法与技术,可参考小火箭的文章https://mp.weixin.qq.com/s/2XZJzJb7YtnPgBwV9YwMkg
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CDer:001156440
发表于 2020-11-22 14:22 超大游击队员 | 显示全部楼层

Re.长征五号助推器伞降回收

Alpha_I 发表于 2020-11-22 14:08:08
关键是YF100不是按可回收设计的,如果要按可回收设计,又得一大波测试。另外,助推器再入到溅水的时间窗口很窄,即使开了降落伞时间窗口依然短,要米26去找到并空中勾住难度太高。
长征8有可回收版本,所以yf100是要回收复用的
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CDer:001156440
发表于 2020-11-22 14:26 超大游击队员 | 显示全部楼层

Re.长征五号助推器伞降回收

我觉得楼主的方法是可行的,类似的伞降回收也可以回收昂贵的芯级发动机
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发表于 2020-11-22 14:32 超大游击队员 | 显示全部楼层
因为长征5号在设计之初就没有考虑复用。
另外,14多吨对直升机来说还是太大了,直8家族最大起飞重量才13吨级,米26这种我们全国也没几架啊。
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CDer:000466886
发表于 2020-11-22 14:47 超大游击队员 | 显示全部楼层

Re.长征五号助推器伞降回收

xh44 发表于 2020-11-22 14:32:46
因为长征5号在设计之初就没有考虑复用。另外,14多吨对直升机来说还是太大了,直8家族最大起飞重量才13吨级,米26这种我们全国也没几架啊。
那就再买几架米26啊,即使回收材料等等也应该能收回成本的。
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CDer:001181098
发表于 2020-11-22 14:50 超大游击队员 | 显示全部楼层
超大直升机,特种平台,海上。这几个条件加起来,还不如加强防腐蚀性,伞降入海再打捞
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发表于 2020-11-22 14:55 超大游击队员 | 显示全部楼层
Alpha_I 发表于 2020-11-22 14:08
关键是YF100不是按可回收设计的,如果要按可回收设计,又得一大波测试。
另外,助推器再入到溅水的时间 ...

液氧煤油发动机,从试车实践来看一般能工作几千秒,那重复几次使用不需要太特别的设计。
其实不知是液氧煤油发动机,除了毒发因为腐蚀问题,其他推进剂组合的发动机,一般试车时都能工作几千秒。
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发表于 2020-11-22 15:00 超大游击队员 | 显示全部楼层
ofeeroc 发表于 2020-11-22 14:47
那就再买几架米26啊,即使回收材料等等也应该能收回成本的。

买米26的钱谁出?更改助推器的钱谁出?
长征5号设计到一大堆人呢,不是少数几个人说改就能改的。
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CDer:001168159
发表于 2020-11-22 15:16 超大游击队员 | 显示全部楼层
1.米26挂15+吨后能在多高的海拔处悬停?这个关系到回收时的窗口期时长,非常重要。
2.能挂20吨起飞不代表能在空中接住15吨下坠的物体,挂20吨只受到20吨的重力影响,冲量只有200KNs,换算成动量后,接住15吨只允许不超过13m/s的降落速度,1吨的降落伞能把14吨的助推器减速到13m/s么?
3.一次发射需要一艘能支持至少4架米26的船只开到菲律宾附近开战回收作业,船+4架米26+船员+飞行员,经济性何在?空叉用的都是无人的船只,电子号一级只有不到1吨的空重
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CDer:001124628
发表于 2020-11-22 15:24 超大游击队员 | 显示全部楼层
14-15吨的助推器以10-20m/s的速度下降,楼主觉得最大载荷20吨的米26能带得动吗?
考中学物理的时候到了
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CDer:000764880
发表于 2020-11-22 15:27 | 显示全部楼层
楼主的物理知识貌似没有,高空下落的物体,直升机去挂接所受的冲量,你大概都没有概念。另外让直升机在空中去捞一个高速下坠的物体,简直是天方夜谭
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CDer:001124628
发表于 2020-11-22 15:31 超大游击队员 | 显示全部楼层
就算刚好带得动,助推器是长径比大的巨大物体,在伞降过程中经过长时间的自平衡调整,摆动的幅度可能不是很大,但是,直升机勾住伞绳之后,由于力矩的大幅度变化,助推器必然会产生相当大幅度的晃动,由于载荷达到极限,这几乎必然会使得直升机无法修正姿态,结果是机毁。
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CDer:001129456
发表于 2020-11-22 15:36 超大游击队员 | 显示全部楼层
回收浪费财力物力,并不能省钱。
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CDer:001124628
发表于 2020-11-22 15:37 超大游击队员 | 显示全部楼层
地面上固定好位置的起重机,是可以吊起达到理论起吊重量的物体,但是,直升机在空中是动态的,要不断修正姿态以避免失控,即使吊起地面的静态物体,只要重量稍大,都得小心翼翼,可想而知,在空中勾住达到载荷极限的正在快速下坠而且晃荡着的巨大的助推器,是多么的需要运气。
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CDer:001181519
 楼主| 发表于 2020-11-22 15:50 超大游击队员 | 显示全部楼层
用直升机在空中挂住助推器,并不是让助推器的下降速率从高速瞬间降为零,而是一个线性的减速过程,电子号所用的翼型伞会让火箭以垂直和水平两个方向同时运动,直升机勾住伞的那一刻并不会让火箭立即停在半空中不动,直升机也是以运动的状态与目标对接,逐渐减速后再释放到回收船上,另外直升机并不是从船上起飞,看过现场直播的人就可以知道长征五的助推器落点其实离大陆并不远,直升机是可以飞抵的。而楼上所说的冲量,恐怕是指火箭下降速度瞬间降到零的冲量吧,空中回收实际上是有缓冲的,两个运动物体在空中对接所受的力,决不能简单的用目标物体质量乘于下行速度来计算
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CDer:001124628
发表于 2020-11-22 15:51 超大游击队员 | 显示全部楼层
xyangtian 发表于 2020-11-22 15:36
回收浪费财力物力,并不能省钱。

回收收益巨大,是必然的趋势,作为全宇宙第一美粉,号称摸着美帝过河,中国在不久的未来肯定也会走上垂直回收之路。
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CDer:001181519
 楼主| 发表于 2020-11-22 15:59 | 显示全部楼层
如图所示,回收点离大陆不过500公里左右,大型直升机多带些燃料,是可以抵达的,对接后缓慢减速
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CDer:001181519
 楼主| 发表于 2020-11-22 16:03 超大游击队员 | 显示全部楼层
如图所示,回收点离大陆不过500公里左右,直升机是可以抵达的,勾住后逐渐减速,再放到回收船上,然后就能返航了。当然,这个方案只是我的设想,目前没有实现想必也是有它的难点或不足,我只不过是提出来供大家参考并指教罢了

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CDer:001124628
发表于 2020-11-22 16:10 超大游击队员 | 显示全部楼层
保持理智 发表于 2020-11-22 15:50
用直升机在空中挂住助推器,并不是让助推器的下降速率从高速瞬间降为零,而是一个线性的减速过程,电子号所 ...

理论上有可能,但是需要超高的运气。由于助推器自重极大,达到米26理论载荷的75%,在风速,落勾部位,助推器的晃动幅度,直升机和助推器的运动方向和速度差等等n多不确定性因素面前,无论飞行员有多么超高的操控技术,直升机回收都是一项成功率极低的赌博。
有马斯克摸石头过河在先,摸着马斯克过河就是了。垂直回收不香吗?
为什么不香?因为首创者是美国公司?中国摸美帝过河的多了,还差这一个吗?
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CDer:001124628
发表于 2020-11-22 16:15 超大游击队员 | 显示全部楼层
保持理智 发表于 2020-11-22 16:03
如图所示,回收点离大陆不过500公里左右,直升机是可以抵达的,勾住后逐渐减速,再放到回收船上,然后就能 ...

航程
A(2500m高度,国际标准大气+15℃,载荷7700kg)500km
B(2500m高度,国际标准大气+15℃,载荷13700kg)  500km
A(海平面,国际标准大气,最大内燃油,最大起飞重量下,5%的余油) 590km
A(海平面,国际标准大气,带4个副油箱)  1920km
————
随便搜来的米26的航程数据,你可以估算一下,航程1000公里时(距离海岸500公里则来回1000),米26的最大载荷是多少

你这是纯天马行空啊【手动捂脸】
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 楼主| 发表于 2020-11-22 16:16 超大游击队员 | 显示全部楼层
最大航程可达1920公里(带4个副油箱),且这次航程中的大部分时间实际上是空载,只有勾住载荷至放到回收船上这段时间是75%的载荷,应该没问题。
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CDer:001124628
发表于 2020-11-22 16:17 超大游击队员 | 显示全部楼层
保持理智 发表于 2020-11-22 16:16
最大航程可达1920公里(带4个副油箱),且这次航程中的大部分时间实际上是空载,只有勾住载荷至放到回收船 ...

你就是一杠铃,属于不管数据睁眼杠的。
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 楼主| 发表于 2020-11-22 16:31 超大游击队员 | 显示全部楼层
tantt 发表于 2020-11-22 16:10
理论上有可能,但是需要超高的运气。由于助推器自重极大,达到米26理论载荷的75%,在风速,落勾部位,助 ...

我绝不是说有了这个方法就不发展垂直回收了,发展猎鹰九号式的回收,我是全力支持的。只是垂直回收的技术难度较大,且按现有条件计算,猎鹰9号火箭的可回收型号在陆地上回收的话要损失40%左右的运载能力,海上回收则损失16%的运载能力。如果套用在长五身上,则是LEO15吨和21吨,GTO8.4吨与11.76吨。这还是在猎鹰火箭超高的干质比与发动机节流能力的加持下所获得的数据,用在长五身上,大概率是不及的。
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CDer:001168159
发表于 2020-11-22 16:33 超大游击队员 | 显示全部楼层
保持理智 发表于 2020-11-22 15:50
用直升机在空中挂住助推器,并不是让助推器的下降速率从高速瞬间降为零,而是一个线性的减速过程,电子号所 ...

直升机靠旋翼产生升力,如果冲量超过了极限可不只是简单的“掉高、用高度换升力”,任何飞行器都有一个下沉速度界限,超过界限飞行器会失控,而不是你想的可以用牺牲高度慢慢推回去,直升机下沉过快而失控的概率比固定翼飞机要高的多。
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发表于 2020-11-22 16:46 超大游击队员 | 显示全部楼层
保持理智 发表于 2020-11-22 16:31
我绝不是说有了这个方法就不发展垂直回收了,发展猎鹰九号式的回收,我是全力支持的。只是垂直回收的技术 ...

发射单一载荷的质量接近理论载荷值时不回收,发射单一载荷较小时减少载荷数量但是回收,马斯克家就是这样干的。
无论中国还是美帝还是马斯克家,在绝大多数情况下都是发射单一载荷质量较小(不超过理论载荷值的84%),损失16%的理论载荷换来的是成本极大降低,我发射20次累计发射载荷质量和你发射17次累计的载荷质量一样,但是我的回收,你的不回收,我的收益必然远大于你,成本远低于你。
而且也远比你这种一看就知道是成功率极低的赌博有优势——马斯克已经连续回收成功多少次了而你这种赌博10次成功一次都算运气爆棚。你这完全是小孩子式的赌气(我就是要叛逆),没有现实意义。
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CDer:000460385
发表于 2020-11-22 16:46 | 显示全部楼层
直升机飞行员:你岗,你来
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CDer:001124628
发表于 2020-11-22 16:54 超大游击队员 | 显示全部楼层
而且,在成熟掌握垂直回收技术之后,对火箭进行魔改,适当增加一级燃料(含助推器),弥补回收用燃料“死重”,以保持回收型和原型理论载荷相当,可以说是航天人驾轻就熟的套路啊。
要用发展眼光看问题,同学。
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CDer:001093981
发表于 2020-11-22 17:27 | 显示全部楼层
长征8号会验证可回收技术
验证完了之后会把技术放到长五长期还有未来的长九上的
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 楼主| 发表于 2020-11-22 17:40 超大游击队员 | 显示全部楼层
如果最终证实只有垂直回收这一条路可走的话,长征五号恐怕会被921火箭完全取代。长五这种以助推器为主动力的一级半构型注定不适合垂直回收。前途堪忧啊!
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CDer:000637816
发表于 2020-11-22 17:46 | 显示全部楼层

RE: 长征五号助推器伞降回收

不知道有没有这个计划
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