碳复合材料运载火箭自1954年10月4日世界上第一颗人造地球卫星“斯普特尼克1号”升空飞行以来 , 人类航天器进入太空已经近65年 。 虽然整体航天技术已经有了大幅提升 , 但是依然受限于化学火箭的瓶颈 , 运载效率并不高 。 以较为优秀的“猎鹰九号”火箭为例 , 其起飞质量549.054吨 , 近地轨道运力22.8吨(一级不回收) , 相应运载系数约4.2% , 这已经是现役火箭的一流水平 。 即便如此 , “猎鹰九号”每100吨的起飞质量中 , 最多只有4.2吨的航天器能成为有效载荷 。
在化学火箭中 , 起飞质量主要包含两部分——箭体和推进剂 , 其中推进剂质量很难被大幅压缩 , 所以提升火箭发射效率的关键之一就是降低箭体质量 , 将液体火箭做成“馅儿大皮薄”的“水箭” 。 “电子号”火箭箭体采用了碳复合材料 , 这是一种低密度(<2.0克/立方厘米)、高强度的材料 , 相较于传统的铝合金箭体 , 保证强度的同时能够有效降低箭体质量 , 在推进剂质量不变的情况下火箭的起飞质量变小 , 运力更强!
在世界现役运载火箭当中 , “电子号”是最小的运载火箭之一 , 目前已经实现连续成功发射 , 成为世界商业航天领域小型火箭的主要代表之一 。 “电子号”虽小 , 但又新又强 , 它采用世界上第一型3D打印、电动泵驱动的火箭发动机 , 箭体使用了碳复合材料 , 是世界唯一可重复使用的小型运载火箭;通过新技术的使用 , “电子号”的近地轨道运载系数能够达到2.3% , 这个效率已经远远超过欧空局“织女星”火箭的1.8%(起飞质量137吨 , 近地轨道最大运力2.5吨) 。
总体而言 , “电子号”火箭是一型技术先进、性能优异、可复用的微小型二级液体运载火箭 。
作者:大白高国
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