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帝国风云 第一百九十一章 大工程
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| 逆流小说网 > 军事小说 > 帝国风云 作者:闪烁 书号:37701 | 更新时间:2017/8/4 |
| 第一百九十一章 大工程 | |
| /div> 载人登月工程的核心是月球飞船，而真正的难点则是大型运载火箭，其中的核心又是大推力火箭发动机。 当时，国中的宇航科研机构做的第一件事情就是估算月球飞船的总质量。 只有估计出了月球飞船的总质量，才能确定需要多大的运载火箭，也才能够启动火箭发动机的研制工作。 估算工作，实际上就是一个逆推工作，首先需要确定的是搭载能力。 也就是说，月球飞船需要搭载多少名宇航员。 当然，最少也得搭载一名宇航员。 只是，一名宇航员显然不够。关键就是，月球飞船必须分成两个部分，即登月舱与轨道舱。这两个部分组成了月球飞船，在到达月球轨道之后，登月舱将载着登月宇航员到达月球表面，而轨道舱则停留在绕月轨道上。受自动化程度限制，登月舱与轨道舱里至少各需要一名宇航员。也就是说，月球飞船至少需要两名宇航员。在深⼊研究之后，宇航工程师最终确定需要三名宇航员。这就是，登月舱在月球上着陆之后，需要脫离月球，与轨道舱会合，宇航员则搭乘轨道舱返回地球。登月舱在升空的时候，有很多工作需要宇航员来做，而一名宇航员肯定忙不过来。 三名宇航员的标准确定下来之后，就能大致计算出重返大气层的着陆舱的质量了。 在这方面，国中的宇航工程师有着较为丰富的经验，因为国中已经实现了载人航天，而能够搭载三名宇航员的飞船也已研制成功。即便这艘飞船上没有科研设备，其总质量也达到了五吨。 也就是说，月球飞船的核心部分重达五吨。 当然，这只是核心部分。 登月舱可以做得小一点，主要是月球没有大气层，因此不需要考虑在月球上着陆时减速所产生的擦摩热量，也就可以省去隔热部分。此外。如果选择恰当的着陆区，并且尽可能的控制在月球上的停留时间，温度变化幅度也不会很大。更重要的是，月球表面的引力強度只地球表面的六分之一，月球的第一宇宙速度也要比地球小得多。因此登月舱重返太空所需的发  能量就小得多。只是。要把两名宇航员送到月球表面上，再让其搭乘登月舱返回到轨道舱上，登月舱的总质量也不会低于十五吨。 当然，这还不是月球飞船质量最大的部分。 真正的大头是轨道舱。 虽然通过精确控制飞船的航线。利用星体引力，月球飞船在达到了第二宇宙速度，飞往月球的过程中几乎不会消耗能量，而且只要航线⾜够精确，在靠近月球之后。能被月球的引力捕获，成为月球的卫星，因此也不存在减速的问题。也就是说，在飞往月球、进⼊月球轨道的过程中，月球飞船对能量的需求非常低。 关键在返回地球的过程。 这就是，月球飞船首先得摆脫月球的引力控制，即达到月球的第二宇宙速度，然后平稳飞行三十万公里，到达地球的近地轨道上。成为地球的卫星。相对而言，摆脫月球的引里并不难，而且月球的第二宇宙速度也不⾼。真正⿇烦的是在靠近地球的时候，月球飞船需要提⾼速度，才能达到地球的第一宇宙速度。也才能够成为地球的卫星，不然就会直接坠⼊大气层烧毁。 虽然月球飞船的最终目的是把宇航员送回地球，但是绝对不是直接坠⼊大气层。 说得简单一些，重返大气层是一个逐渐降低轨道⾼度的过程。飞船是沿着一条螺旋线航线逐步接近地面，而不是直接坠向地面。  据宇航工程师计算得出的结果。轨道舱的质量至少为二十吨。也就是说，月球飞船的总质量在四十吨以上。 要知道，这还是理论计算结果，而且并没有考虑到其他需要。比如在登陆月球后，宇航员肯定会采集岩石标本，并且得把这些标本带回地球，还需要妥善保管，因此就会增加返航时的重量。 如果各个子系统的研制工作出现了问题，还会增加月球飞船的总质量。 最后，宇航工程师把整个月球火箭的质量上限定为六十吨，并且争取一切可能把质量控制在五十吨以內。 当然，这只是最初的估算，而不是月球飞船的设计指标。 进⼊设计阶段后，月球飞船被分成了三个部分，即指挥舱、服务舱与登月舱。指挥舱与服务舱就是前面提到的轨道舱，主要就是把维持宇航员生存的返回舱分割出来，形成了指挥舱，而把动力系统等部分集中到了服务舱里。这种分舱设计，主要就是为了避开当时无法解决的技术难题。 当然，这都是后话了。 确定了月球飞船的总体质量之后，就得着手设计运载火箭。 毫无疑问，这是登月项目中最大的技术问题。 即便月球飞船的研制工作收到了理想的结果，即月球飞船的总质量为五十吨，也意味着运载火箭需要具备五十吨的月球轨道运载能力，而这相当于一百四十吨的地球近地轨道运载能力。 这是个什么概念？ 在二十世纪六零年代末，这是一个国中航天技术所无法企及的⾼度。 当时，国中拥有的推力最大的运载火箭，其近地轨道运载能力还不到二十吨，而且已经是国中拥有的  体燃料火箭发动机的极限了。说⽩了，国中的 体燃料火箭发动机技术确实不够先进。当时，国中的 体燃料火箭发动机是以煤油做为燃料，即煤油氧燃料发动机，而德意志第二帝国已经开始使用氢氧燃料发动机。如果依然以煤油作为火箭的燃料，那无论如何也不可能达到一百四十吨的运载能力。 为此，国中必须研制 氢氧火箭发动机，而当时国中在该领域的技术储备为零，甚至连预研项目都没有。顾祝同为载人登月工程争取到的五十四亿启动资金中，有二十六亿花在了 氢氧火箭发动机的研制项目上。也就是说，差不多一半的科研经费用于启动火箭发动机的研制工作。 投⼊的钱不少，可是相对于需要解决的技术难题，那就不算什么了。更要命的是，时间比金钱还要宝贵。 顾祝同已经放出了豪言壮语，必须在五年內把宇航员送上月球。 显然，仅仅是研制大推力 氢氧火箭发动机，五年时间都不够充⾜。事实也确实如此，即国中的第一种推力超过一千吨的 氢氧火箭发动机要到二十多年之后，也就是二十世纪末才问世。在预研阶段，火箭动力工程师就意识到了这一点。 一九七零年三月，在载人登月工程的第一次总工程师会议上，运载火箭系统总工程师钱仲三教授就提出，不管花多少钱，也不可能在短短五年之內研制出能够实现载人登月的 氢氧火箭发动机，建议采用混合型火箭，并且通过捆绑方式，使第一级火箭达到所需要的基本运载能力。顾祝同不懂技术，却懂得听取专家的意见。 要知道，钱仲三不但是国中最优秀的火箭专家，即便在全世界，也是最优秀的火箭专家之一。 更重要的是，钱仲三一直从事 体火箭的研制工作，与其他火箭专家不大一样。受军方导弹项目影响，国中的大部分火箭专家都把精力放在了固体火箭上，因此 体火箭专家并不多。在此之前，钱仲三主导了载人航天工程的运载火箭研制工程。 当时，用来发 载人宇宙飞船的运载火箭所采用的火箭发动机就是由钱仲三研制的，而且其 能已经得到了充分的证实。建议得到采纳后，钱仲三很快就提出了一个可行方案。 这就是，以载人航天工程所用的yj-4型火箭发动机为基础，研制一种推力在五百吨左右的大型煤油 氧火箭发动机，燃油以捆绑的方式，由七台这样的发动机构成第一级，产生三千五百吨的推力，获得推动总质量在三千一百吨左右的运载火箭的能力，而这枚运载火箭的近地轨道运载能力至少能达到一百二十吨。当然，运载能力不但与第一级有关，也与火箭的第二级有关。可以说，这是最有望变成现实的方案。 更重要的是，这是花时间最少的方案。 在经过技术专家委员会的评定之后，钱仲三提出的运载火箭第一级动力系统配制方案获得了通过。 也就是说，只花了不到半年，运载火箭的第一级设计方案就确定了下来。 在几十年后，这是很难让人相信的，甚至很难想像。要知道，规模如此大的项目，仅审定就需要花上好几年，而具体设计还要花上好几年。在短短半年內就走出了第一步，这个速度绝对是个奇迹。 只是，在冷战时期，从来都不缺乏奇迹。 要知道，当初国中海军仅花了三年就设计建造了世界上第一艘超级航⺟，在半年內搞定大型运载火箭的第一级设计方案，确实不算什么。 当然，这也与顾祝同的导领能力有很大的关系。  楼，请收蔵楼(。shumilou)。
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