世界上推力最大的火箭是哪一款?是哪个国家的?推力有多强?
▍世界上推力最大的火箭是哪一款?是哪个国家的?推力有多强?
首先要告诉大家的是:有史以来起飞推力最大的运载火箭,并不是美国制造的耳熟能详的土星五号,而是前苏联四次发射均告失败的N-1。
其实这两型运载火箭的推力差距还是挺大的,土星五号运载火箭的推力为3408吨,N-1运载火箭的推力为4500多吨,竟然相差了1092吨。
可惜的是:N-1运载火箭由于技术问题,在试射四次之后也就不了了之,让土星五号独自唱了一段佳话,成为了运载火箭界的绝唱。
无论是起飞推力是达到天花板级别的N-1,还是略次的土星五号,都已是过眼云烟。如今再想重现当年的辉煌,亦如翻越蜀道之难。
看过往无意
N-1运载火箭
N1运载火箭由“芯一级,芯二级,芯三级,上面级”这四部分构成。
芯一级是由30台推力为150吨的NK-33液氧煤油火箭发动机并联而来的,总推力为4500吨。
呈现出外环24台,内环6的布局。其中外环的24台NK-33液氧煤油火箭发动机用于控制火箭的俯仰和偏航,内环的6台则用来控制火箭的转向。
芯二级由8台推力为175吨的NK-43液氧煤油火箭发动机构成,总推力为1400吨。
芯三级由4台推力为40吨的NK-21液氧煤油火箭发动机构成,总推力为160吨。
上面级主要就是将月球轨道探测器,月球飞船送入地月转移轨道。
由于并为公布出N-1运载火箭的运载能力,既然是作为主力的登月火箭,那其地月转移轨道的运载能力就必然大于登月飞船的重量,且芯三级的推力为160吨,那么就注定其运力不会小。
N-1运载火箭的芯一级并联了高达30台NK-33液氧煤油火箭发动机,这实在是太多了,极易出现问题。
事实也如此,直到第四次试射时才解决并联30台NK-33火箭发动机可靠性不高的问题。
即便并联这么多火箭发动机极易出现问题,但是当时的确是解决了,在第四次发射时,并不是因为火箭发动机,导致发射失败的。
只是,主持N-1运载火箭的科罗廖夫去世了,再加上前苏联国内复杂的问题,导致该项目最终被毙。
土星五号运载火箭
与N-1运载火箭相似,土星五号运载火箭也是由“芯一级,芯二级,芯三级,上面级”构成的。毕竟嘛,都是为了实现载人登月,二级构型的火箭是不够的,仅仅火箭发动机的运行时间就无法支撑。
芯一级由五台推力为680吨的F-1液氧煤油发动机构成,外围四台,中间一台,起飞总推力为3400吨。
芯二级由五台推力为88吨的J-2液氢液氧火箭发动机构成,总推力为440吨。
芯三级只有一台推力为100吨的J-2液氢液氧火箭发动机,推力1000千牛,工作时间500秒,比冲421秒。
土星五号运载火箭的地月转移轨道运载能力为45吨,近地轨道运载能力为118吨。
通过对比可知:N-1运载火箭的芯级推力都要比土星五号大,奈何使用的是液氧煤油火箭发动机,致使其芯二级和芯三级的比冲要小于土星五号运载火箭的液氢液氧火箭发动机。就整体而言,还是土星五号运载火箭的整体技术性能更为先进。
如果按照N-1运载火箭这种并联的组合,那么美国大可以制造出推力还要不比N-1更大的超重型运载火箭。
品来今诸家
翻过冷战期间美苏争霸的篇章,在1991年,前苏联轰然解体,美苏争霸以美国胜利而告终。
自从失去了前苏联这一个强大的竞争对手之后,土星五号重型运载火箭也就功成身退了,如今安静地躺在博物馆里接受世人的参观。
进入新时期,随着我国科技水平的提升,航天实力也是水涨船高。
现在航天界的三强正是美俄中,有着绝对优势的航天基础,到了今天美俄的航天实力依旧强劲,鲜有国家可以赶上。
对比美俄中三国现在的运力超过20吨的运载火箭
美国
美国现役运载能力最强的火箭是SLS运货版重型运载火箭,其近地轨道运载能力为165吨;
其次是SLS载人版重型运载火箭,其近地轨道运载能力为70吨;
接着是重型猎鹰运载火箭,其近地轨道运载能力为63.8吨;
然后是德尔塔4号运载火箭,其近地轨道运载能力为28.3吨;
最后是猎鹰9号运载火箭,其近地轨道运载能力为22.8吨。
我国
我国现役运载能力最强的运载火箭就是长征5号,其近地轨道运载能力为25吨。
俄罗斯
俄罗斯现役运载能力最强的运载火箭是安加拉A5运载火箭,其近地轨道运载能力为24.5吨;
其次是质子-M运载火箭,其近地轨道运载能力为23吨。
通过对比可知:现如今,依然是美国的运载火箭的运力领先更多,毕竟是老牌航天强国,其底蕴还是存在的。
可以看到的是,美国如今的运载火箭还在选用俄罗斯的RD-180型液氧煤油火箭发动机。然后就有人提出来了,美国已经无力研究液氧煤油火箭发动机了,只有从俄罗斯进口。
其实不然,要知道当初连全球推力最大的F-1液氧煤油火箭发动机都制造的出来,现在生产出类似RD-180这样的火箭发动机也没什么难度。只不过,划不来而已,毕竟德尔塔运载火箭一年也发射不了多少,再专门为他自己研究液氧煤油火箭发动机真的是不划算。
而替代它的也不少,如猎鹰系列。如果真的对德尔塔运载火箭情有独钟的话,那继续进口RD-180液氧煤油火箭发动机也没什么问题,毕竟做生意嘛,俄罗斯有钱挣又怎么不愿意做呢?
▍世界上推力最大的火箭是哪一款?是哪个国家的?推力有多强?
说到世界上最大的运载火箭,可能很多朋友都会想起美国的土星5号,该型火箭的确是超级巨大,目前它仍然是人类历史上所制造出来的最大的火箭,它也是美国阿波罗登月计划中的专用火箭,可以将阿波罗飞船直接送往月球,不需要通过地球的引力弹弓效应加速就能做到。
土星五号是一种超重型火箭,高达110.6米,起飞重量3038.5吨;总推力达3408吨,月球轨道运载能力达45吨,近地轨道运载能力达118吨,该火箭一共发射了13次,由于造价昂贵,耗资巨大,在美国停止阿波罗登月计划之后,该火箭也已停飞。
土星五号火箭产生于美苏对抗时期,美苏两国为了争夺太空霸权,竞相研制超重型火箭,因此在美国人制造土星5号的时候,苏联也制造了一种超重型火箭——N-1火箭,这种火箭高105米,最下级直径17米,发射推力超过4600吨,也是被苏联准备用来登月的,然而在仅有的4次发射中却没有一次成功,因此被认为是一种失败的火箭。
俱往矣!土星5号和N-1火箭的历史已经过去,虽然它们退役后的50年来地球上还没有出现像它们那么大的火箭,但是中国、美国、俄罗斯等,都有计划建造与之相似甚至有所超越的超重型火箭。
我国的正在研制的超重型火箭就是计划中的长征9号了,2019年3月10日,有消息称该型火箭芯级箭体直径9.5米级、助推器直径5米,高约100米,重量约3000吨,推力约4000吨,近地轨道运载能力50吨至140吨、奔月转移轨道运载能力15吨至50吨、奔火转移轨道运载能力12吨至44吨,是我国迄今为止研制的最大型火箭。
目前美国的“太空发射系统”SLS也是和我国长征9号同级别的超重型运载火箭,而且研制进度走在了我们前面,该型火箭也是美国人为准备重返月球和登陆火星而制造的火箭,高度约117米,重量约3000吨,推力约4100吨,近地轨道运载能力约130吨,整体来看该型火箭与我国的长征9号各方面指标相差不大。
不过相比较来看,俄罗斯计划研制的叶尼塞和顿河(推力更大)超重型火箭貌似推力更大,这两种火箭都计划装备RD-180发动机(推力约380吨),以及6个配置RD-171MV发动机(推力超800吨)的助推器,说明该型火箭的推力将超过5000吨,我国长征九号的推力还要大1000吨,相当于多出了一发长征5号火箭的总推力,从数据上来看,叶尼塞和顿河超重型火箭可排第一。
目前来看,上述三种超重型火箭的首飞计划都会在2030年前完成,最大运动都可超越土星5号。不过在目前现役火箭中,最大的火箭却是马斯克SpaceX公司的重型猎鹰火箭,该火箭高70米,宽12.2米,重量为1420.8吨,起飞时 27 台梅林1D发动机同时工作,产生2280吨的推力,送入近地轨道的有效载荷为63.8吨,而我国的目前最大火箭长征五号,近地运载轨道能力为25吨,在上述火箭正式发射之前,重型猎鹰火箭都将是世界上发射能力最强的火箭。
不过马斯克的SpaceX公司还有一个堪称恐怖的巨型火箭发展计划,即BFR超级火箭,该火箭的高度约77.5米,直径约12米,看上去并不大,不过可能会采用一级并联的方式,光动力推进剂(液氧 甲烷)就重约6700吨,配备42台猛禽发动机,总推力约13,000吨左右,近地轨道运载能力约550吨,相当于22发我国目前最大火箭长征五号的总推力,比土星五号的总推力还大了5倍,马斯克还称这款火箭可重复使用约1000次。
▍世界上推力最大的火箭是哪一款?是哪个国家的?推力有多强?
全球那么多国家,能独立发射卫星(有运载火箭)的国家屈指可数,目前最主要参与者:美国是第一梯队,中国、俄罗斯是第二梯队,欧洲、日本是第三梯队。
在我国,一般认为近地轨道(LEO)运载能力20~50吨的火箭是大型运载火箭,50吨级~100吨的火箭是重型运载火箭,100吨级及以上为超重型运载火箭。
目前现役的火箭里重型火箭也就只有美国有,“重型猎鹰”火箭,近地轨道(LEO)运载能力达63.5吨,地球同步转移轨道(GTO)运载能力26.7吨,起飞质量1420.8吨,起飞推力2280吨。可以说是现役推力最大的运载火箭。
“重型猎鹰”火箭由美国“SpaceX”(太空探索技术公司)建造,由3个猎鹰九号一级火箭并排捆绑,并且都可以垂直回收再利用。
现役的火箭里大型火箭的则有:美国的德尔塔IV型重型、猎鹰九号、宇宙神-5;俄罗斯的质子号、安加拉A5;中国的长征5号;欧洲的阿丽亚娜5;日本的H2B。
中国长征5号10565千牛的起飞推力在现役火箭中也是前三的存在。可以说,长征5号的成功,不仅助力中国空间站的成功,也让中国跻身世界大推力火箭强国,并反超日本,坐稳亚洲航天第一把交椅。
说到火箭就绕不过已经退役的美国土星5号,专门为阿波罗计划建造的,所以又称月球火箭。1967年首飞,起飞推力高达3408吨,起飞质量3038吨,13次发射全部成功,最后由于阿波罗计划的停止而被遗弃。
同时期的苏联N-1运载火箭起飞推力更是达到了4620吨,不过4次发射全部失败,直接导致苏联放弃载人登月,开始主攻近地轨道空间站研究。
在航天飞机时代,美国的航天飞机在两枚固体助推器的帮助下,起飞总重量超2千吨,起飞推力超3千吨。苏联用于发射暴风雪号航天飞机的能源号运载火箭的起飞推力高达3.63万千牛,是至今为止推力最大的火箭。
不过,这些超重型火箭由于各种缘由均已退出历史的舞台。航天领域有句名言:运载火箭的能力有多大,航天的舞台就有多大。人类要想移民月球、火星成为多星球物种,超重型火箭是不可或缺的。
目前在研的超重型火箭有美国的太空发射系统(SLS)、星舰、中国的长征九号。也就是说未来航天的第一梯队将有中国的身影。
美国的SLS火箭预计今年首飞,LEO运力95吨,起飞重量2608吨,起飞推力3991吨,如果成功,将成为推力最大的火箭。
不过,美国SpaceX的星舰也计划今年全构型首飞,起飞质量约5000吨,起飞推力约7200吨。如果成功,将成为比SLS火箭推力更大的火箭。
作为中国首型超重型火箭长征九号,最新数据是起飞质量4122吨,起飞推力5873吨,由16台YF135液氧煤油发动机提供。LEO运力高达150吨,月球轨道运力50吨,火星轨道44吨。可以说是未来中国深空探索的主力火箭,首飞时间为2030年左右。
▍世界上推力最大的火箭是哪一款?是哪个国家的?推力有多强?
先说明一下,推力大不等于运力大,要分开看
现役推力:
第一是美国的重型猎鹰,推力22819-28836千牛(86×27~109×27=2322~2943吨,差值为安全储备推力;发动机推力×数量,下同)
第二是印度的GSLV mk3,推力10300~11900千牛
(GSLVmk3起飞时芯级不点火,114秒后在短暂的时间内最大推力为11900千牛,但运载能力仅为长5一半不到;515×2+78×2=1186吨推力)
第三是中国的长征五号,推力10524千牛(120×8+50×2=1060吨)
✔有人问为什么没有俄罗斯?俄罗斯最强的质子m和安加拉a5推力均为9600千牛(978吨推力),推力和运力都排不进前三。
现役运力(leo):
第一是美国重型猎鹰,63.8吨,3次发射3次成功。
第二是美国德尔塔4h-upg,28.8吨,h型11次发射11次成功(如果算上m型就是40/40)
注:德尔塔4h有两个型号,网络资料经常混用。
第三是长征五号乙(尚未首飞),25吨,基本型2次发射1次成功。
历史推力:
苏联n1:最大推力44100千牛(4496吨),4次发射0次成功,未入役
美国航天飞机:最大推力33158~39205千牛(助推器起飞推力1245吨,最大推力1379*2+189*3=3325吨),135次发射133次成功
美国土星五号:推力33997~35100千牛(3579吨),11次发射11次成功。每次发射的推力不一样
苏联能源号:推力29400千牛(34833~35822千牛),2次试射1次成功,2助推和4助推版各一次
✔2~4数据太接近且有重叠,就不排名了
历史运力:
第一是美国土星五号,近轨118~140吨,月轨49吨。(140吨为入轨质量,指阿波罗15号进入轨道时与第三级火箭的轨道重量)
第二是航天飞机,如果把航天飞机当做载荷,相当于112吨。当航天飞机通常不参与火箭的排行
第三是苏联能源号,近轨88吨~105,月轨32吨
第四是苏联n1,近轨75~95吨
✔数据来源于国内国外的两个百科、3个航天网站、2个统计站。
✔推力大不等于运力大
✔以上均按海平面推力计算
✔网上有文章称能源号运载能力为270吨,这是我国网络科学家编的。俄罗斯能源火箭公司官网的数据是近地轨道100吨,静止轨道20吨,地月转移轨道32吨,图1,这是最权威的。还有一款8助推名为祝融星的ppt火箭,官网上没有这款火箭,相关资料为近地轨道172~200吨,月球转移轨道43吨,图2(俄罗斯网站,机翻)
▍世界上推力最大的火箭是哪一款?是哪个国家的?推力有多强?
说到世界上推力最大的火箭,我们通常都会想到土星5号,土星5号的确是个强大的存在,迄今为止它仍然是人类历史上制造出来的最大的火箭,作为美苏太空争霸时的产物,土星五号超重型火箭高达110.6米,起飞重量3038.5吨;总推力达3408吨,月球轨道运载能力达45吨,近地轨道运载能力达118吨,是美国阿波罗登月计划中的专用火箭,可以将阿波罗飞船直接送往月球,不需要通过地球的引力弹弓效应加速就能做到。这型火箭一共发射了13次,成功13次,美国停止阿波罗登月计划之后该火箭也失去了存在的意义,所以在计划停止之后该火箭就已停飞。
但是美国近几年又掀起了重返月球和首登火星的计划,执行这样的计划又需要建造类似土星5号这样的巨型运载火箭,然而传说土星5号的设计和建造图纸已丢失,无法像当年那样重启生产线,不过这只是传说,实际上土星5号运载火箭虽然推力巨大,但是它毕竟是50年前的产品,在设计、制造、建造材料,发动机技术以及燃料等方面都有所落后,因此美国人又设计了一款更先进也更强大的火箭——太空发射系统(SLS)。
美国这款巨型火箭高度在98~122米之间,重量在2491~2951吨之间,会根据发射需要调整高度和重量,总推力在3810~4173吨之间,相当于我国发射神舟系列飞船的载人火箭长征2号f型火箭的7倍,近地轨道运载能力在70~130之间,需要的话还可以调整到165吨,总推力和运载能力都比土星5号有着较大的提升,以目前我国推力最大的长征五号来比较,其近地轨道运载能力可达25吨,SLS相当于它的6倍多。
↑上图为美国太空发射系统(左)和当今推力最大的重型猎鹰火箭(右)的比较,马斯克SpaceX公司的重型猎鹰火箭高70米,宽12.2米,重量为1420.8吨,起飞推力达2280吨,近地轨道的载荷为63.8吨,是我国的目前最大火箭长征五号近地运载能力的2.5倍。
美国太空发射系统火箭的制造工作虽然比较缓慢,但也正在稳步推进中,今年6月份有媒体报道称,该火箭的核心部件已接近完成,日前又有美媒报道称这款运载火箭已经进入拼装的阶段,其核心级的五个部件开始进行拼接,它们分别为发动机尾段、液氢贮箱、箱间段、液氧贮箱及前裙,预估在2021年进行首次发射试验。
太空发射系统运载火箭未来将会被美国宇航局用于发射载人登陆月球和载人登陆火星等任务,可以说它是美国NASA重返月球和登陆火星的专用火箭,但也会用于发射大型空间站之类的计划,比如建造月球空间站等,另外也会用它进行其他的深空探索任务,比如如果用它发射木星探测器的话,只需要三年半的时间就可以到达木星轨道,而目前世界最先进的火箭发射木星探测器也需要7~8年的时间才能到达。
我国与美国太空发射系统同级别的火箭是长征9号,舰体大小,推力和运载能力等方面各项数据相差不大,目前也在稳步推进中,该火箭一旦研制成功,我国也将开始用它执行与美国太空发射系统运载火箭相同的航天任务。
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