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胖五和胖妞发动机推力差别很大,有效载荷,胖妞比胖五大,为什么?

来源:www.taobaoyi.com   时间:2022-06-17 13:50   点击:146  编辑:党妮   手机版

首先解释一下胖五和胖妞谁是谁的问题?胖五就是我国现役发射能力最强、火箭起飞质量最大、起飞推力最强的长征五号运载火箭。因为长征五号相比之前的长征2/3/4型运载火箭采用了直径达5米的大直径箭体结构,所以从外观上看起来相比之前的细长结构胖了很多,所以在大家心中更亲切的称之为“胖五”。

而胖妞则指的是我国自主研制的第一款大型军用运输机---运20,因为运20大型军用运输机为了满足更多、体型更大的货物整装能力,货仓设计的更高更宽,所以从整体尺寸上来说就像是一个短粗的胖子一样。更以为运20高达66吨的最大载重量相比之前我军的运9中型运输机翻了好几番,所以在载重量和最大起飞重量上的提升就像是一个吃的胖胖的胖子一样,同样也被大家称之为“胖妞”。

至于胖五和胖妞发动机推力差别很大,但是有效载荷胖妞却比胖五大的原因其实也很简单。首先从长征五号火箭和运20大型运输机的推力来说,长征五号芯一级连同四台助推器总共装备有2台单台海平面推力50吨的YF77氢氧火箭发动机+8台单台推力120吨的YF100液氧煤油火箭发动机,共计10台发动机在点火起飞时总共可以产生1060吨推力。但是长征五号B型运载火箭近地轨道最大运载力却只有25吨。

而运20大型军用运输机现阶段使用了四台单台推力13吨的D30KPII涡扇发动机,总计52吨的总推力即可满足运20超过220吨的最大起飞重量和现阶段超过55吨的最大载重量。后期换装推力更大的涡扇20发动机后,运20装备的四台发动机总推力将高达60吨,其最大起飞重量将达到240吨以上,最大载重量也将高达66吨的设计水平。

再来说说原因,长征五号运载火箭从点火起飞到航天器发射入轨这一段,全程都需要火箭发动机总推力大于自身起飞质量,且飞行速度在不断增加的过程中,这也意味着长征五号的总推力全程都得大于起飞质量才能保证正常爬升飞行。

但是运20不一样,按照大型运输机总推力和最大起飞重量推重比基本维持在0.2--0.25之间计算的话,运20从起飞到降落的整个飞行过程中,四台发动机提供的推力仅占总起飞重量的四分之一到五分之一即可,剩下的大部分升力全部由机翼产生。

所以这也就意味着从载荷比来说假设长征五号和运20起飞质量一样都是200吨的话,长征五号起飞推力要大于200吨至上才能不断加速飞向太空,而运20则只需要起飞推力不低于40吨即可满足正常飞行需求。那么对于运20而言,在机翼产生升力不变的前提下,运20装备的发动机总推力如果从之前的0.2提升到0.25的话,那么载重量便能有一个较大的提升,同时最大飞行速度也会有一定的提升。

但是对于长征五号而言,如果要想增加发射载荷,最好的方式就是增加发动机总推力,或者就是提升发动机的比冲或者降低火箭自重。那么我们假设发动机总推力增加了10%,但是这10%放在几乎垂直爬升的运载火箭上却不能全部算到发射载荷上,因为长征五号运载火箭不像运20一样有产生大部分升力的机翼,而是增加的这10%推力中的大部分推力依然和之前一样,被用于推动占据火箭发射总质量97%自身发射重量上,剩下的0.25%才会直接体现在发射载荷重量上。

总结来说,正是因为运20这种航空器正常飞行中的大部分升力由机翼产生,发动机产生的推力仅用于加速、爬升使用,并不承担整个起飞重量重担;但是像长征五号这种运载火箭因为没有除了火箭推力之外的其他辅助动力帮助,所以总推力的大小也就直接决定了最大起飞重量,那么这个时候由于火箭大部分推力都要用于推动整枚火箭中占据大部分质量的火箭燃料,所以留给航天载荷的质量也就微乎其微了,所以这也是为什么胖五和胖妞发动机推力差别很大,但是有效载荷胖妞却比胖五大的原因。

“胖五”是长征-5号大推力运载火箭,而“胖妞”Y-20是运输机。一个是航天器,一个是航空器,“胖妞”通过空气和飞机机翼相互作用而产生的升力在飞机滑跑达到280-300km左右的速度就可以起飞,而“胖五”作为运载火箭是要冲破地球引力,到达外太空的一种航天运输设备,要突破地球引力,最小的速度就要达到第一宇宙速度7.9km/s,才能冲出大气层,进入太空中。这两者有可比性吗?小编却把风马牛不相及的两种设备放在一起比有效载荷,真是让人无语

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