900千牛,和土星五号用到的f-1相差无几。
(华国火箭发动机在铜川试验中心进行测试)
他们对要造f-1都不是不迫切了,压根就不想造。
反而制造难度本身,对华国航天来说不是太大的问题,过去会受限于大型推力室和冷却系统的制造精度,这几年华国已经陆续解决了这个问题。
而林燃反复前往燕京,为的也是说服华国方面开发f-1。
不过林燃意识到,想简单说服华国航天不是那么容易,不能玩嘴,还是得证明自己。
即便要花更多的时间。
那么还是得先从载人航天来。
先把人送上去之后再说其他的。
现在手头就那么五个亿rmb,要华国航天帮忙另开一条生产线,专门造f-1和j-1发动机,不是那么简单。
所以从11月开始,林燃第五次去燕京没能忽悠成功后,他就换了路线。
今天也就是阿波罗登月第一款原创火箭设计图纸定型的日子:
林燃提出了一个两级火箭设计方案,第一级发动机用的是7台yf-102液氧煤油发动机并联,每台海平面推力835千牛,总推力5845千牛。
第二级发动机则只有1台yf-102v真空优化发动机,真空推力在900千牛左右,比冲330秒。
这两款火箭发动机都是华国航天在市面上对外发售的型号。
民营航天企业们基本上都是买的yf系列发动机。
当然也有自研的,像蓝箭航天就自研了天鹊系列甲烷液氧发动机用于朱雀二号火箭。
ispace也在开发jd-1发动机,目标是实现可重复使用。
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。
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。
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=290x9.8≈2,842m/s,delta-v1=2,842xln(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。
yf-102v比冲330秒,ve=330x9.8≈3,234m/s,delta-v2=3,234xln(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。
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。”
王家瑞和刘济源都是交大大一新生,林燃数学班的成员,他们在这实习也已经半年时间了,和轨道计算组的李工混得很熟。
他们逐渐也掌握了一定的专业火箭设计软件的用法。
大家在这半年时间里,也知道了这家公司的钱从哪里来,从奥尔德林那薅来的。