火箭发动机以燃料的不同,大致可以分为液氢液氧发动机,液氧/煤油发动机和偏二甲肼/四氧化二氮发动机等,其环保性、经济性和技术难度按排列顺序由高到低,但并不存在喷焰大小上的明显区别火箭发射喷水燃料不会被浇灭吗。相对而言,氢氧发动机(如你提供的图1中的美国航天飞机所用的)的燃烧产物中,水蒸气的比例相对大些,因此白烟会浓一点,而你提供的图2中的中国长二捆火箭用的偏二甲肼/四氧化二氮发动机喷焰相对透明一点,外围还会有其特有的红色烟雾。但中国也不是没有氢氧发动机,只是掌握晚一些,性能还有差距,而外国(这个范围太大了)也不是就不用液氧/煤油发动机,更不是不用偏二甲肼/四氧化二氮发动机,没法这样一概而论。
你所说的喷焰,显然是将发射场面中整个烟雾都算进去了,其实这些烟雾有几种区别,火箭喷管直接喷出的那一段才叫喷焰,是它直接将火箭推上空中;其余的烟雾包括火箭发动机的燃烧产物,也包括火箭喷出气体在地面激起的扬尘,特别是与发射架正下方很深的喷焰导流槽内的水(它有降噪,降温的作用,只是很少有人看到过这个结构)作用产生的蒸汽。综合这些因素,更难说哪个国家的发射烟雾更大,更无法据此来说火箭性能。
长二捆的烟也不小
另外,为方便发射指挥和测控部门观察火箭上升情况,上述导流槽并不将喷流导向各个方向,一般向两边导,而每个发射场供测控和新闻记者拍摄发射场景的位置也不是随意选择,一般都固定在少量最佳的角度(西昌发射场有些镜头可以从旁边的山头上拍,但别的发射场大多为平原,美国卡纳维拉尔发射场周边是沼泽),所以你能看到的绝大多数某国火箭发射场面的构图是大同小异的。你还要考虑到你提供的第二张照片为了将已经上升的箭体置于构图正中,已经经过了裁切。
以前是木技术,现在老子有钱了把配套设施弄齐全下图是我国西昌发射中心在准备发射火箭,他的发射塔非常巨大,接近24层楼房高度。如果你略加详细观察的话,很容易发现发射塔融为一体的巨大的红色塔吊,你说这个塔吊是干啥用的呢?
答案就是吊装火箭部件用的。当年我国航天技术还是相当薄弱,发射塔除了发射火箭的功能外,还是火箭的组装车间。火箭各节段要在发射架上组装,还要在架上灌注燃料,完成发射前的各项检查和准备。所以发射架自然要造的又高又大 他的功能要求太多,上面要留足够的人员活动和设备安装的空间。
而美俄(苏)两国,早早度过这一阶段,发射架与组装车间分离,组装车间组装好火箭后,转运至发射架位发射。他的发射架就只是单纯的发射架功能,扶正火箭发射姿势和发射前检查等功能。但在火箭组装和转运方式上,美俄(苏)又有分歧。美国是采用垂直组装、垂直转运的方式,俄罗斯是采用水平组装、水平转运的方式。
美国大力神火箭的垂直组装、垂直转运模式,发射架与火箭一体做成发射平台,然后运至发射工位进行发射
俄罗斯则是水平转运,然后用大型液压机起竖,开花式发射架并拢支撑进行发射。
美国的两垂模式相比较下,可靠性更高,但投资大,要建造二三百米高的巨大火箭组装厂房,并且转运距离不能太远。俄罗斯的两平模式,可靠性低,这也是俄罗斯火箭发射成功率总比美欧低一些的重要原因,但发射效率高,发射成本低,不需要建造几百米高的巨大组装厂房,转运距离更长,可以一个厂房同时为好几个发射工位服务。两者并无绝对的优劣之分,看具体需要情况,比如前苏联末期准备的能源号火箭+暴风雪航天飞机就是用垂直组装垂直转运的模式,为此建造了巨大的厂房和移动平台,只可惜前苏联很快解体。而马斯克SpeaceX的猎鹰9火箭,就是水平组装、水平转运模式,降低发射成本。
马斯克的猎鹰9火箭组装、转运和起竖发射,跟俄罗斯同一模式,提高效率,降低成本
当我国在上世纪90年代末开始,整体科技水平开始飞跃式提升后,也觉得原有的发射架组装的模式实在太Low了,开始设计制造新的火箭组装发射模式。最后同样选择垂直组装、垂直转运的模式,目的在于看重火箭发射成功率(真实原因是兔子是最大的美粉)。在为载人航天的长征2F运载火箭开始,就采用这种模式,后各大卫星发射中心也进行改造,建造巨大的火箭总装车间。
酒泉发射中心,转运过程中的长征2F火箭,背后巨大建筑就是火箭组装车间
至于现在像新建造的文昌卫星发射场,依然还用巨大的发射架,原因在于不差钱,对于可以提升效率和可靠性,类似于基础设施建设的一次性投入工程,总是非常热心。在发射工位弄个可开合的,封闭式仓库不是更好吗?这样一来火箭在发射工位等待发射期间,还可以免受风吹日晒雨淋。这种封闭结构还可以里面设置空调降温、喷水消防等设备,万一发生意外小事故也可以将其在苗头掐灭。同时火箭发射延期,火箭也不需要重新拉回厂房,直接在发射工位上待命就好了(比如说刚刚发射成功的天舟二号货运飞船)。
文昌发射中心转运长征5号火箭,发射平台跟美国一样集成了发射架功能,只需要拉到工位即可发射
长5的发射工位,周围四座是避雷塔,造成发射架体积巨大的,实际上是可开合的发射仓库
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