为什么说23天返回的嫦娥5号,比8天的阿波罗11,还要先进?( 二 )
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曼加里安的登火之路长征五号的技术水平怎么样?很多朋友喜欢将土星五号和长征五号相比,但其实两个完全不在同一个量级上,土星五号是一个大力士,但它的燃料利用率很低,简单的说它的大推力是通过燃烧大量燃料产生的,就像是二冲程的汽油机,功率不小,但耗油率太大!
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这一点比较两者的发动机就知道了,两者都是液氧煤油机,土星五号的F1是燃气发生器循环(开式循环)比冲是263秒,长征五号的的液氧煤油助推器YF100(富氧预燃分级燃烧循环),海平面比冲是300S,当然和RD180的311还是有些差距(这是1990年代的技术),但这比土星五号的F1技术还是要长进不少!分级燃烧循环的所有燃气和热量都通过燃烧室排出,没有推力损失。因此这种循环也常称为“闭式循环”。而开式循环产生的废气直接排放,因而效率有所损失。它的另一个优点就是能承受非常高的燃烧室压力,可以使用更大膨胀比的喷嘴。缺点则是涡轮机的工作环境恶劣,需要添加额外导管来输送高温燃气,还必须设计很复杂的反馈控制系统,这是循环设计中最难的,它简化版本就是燃气发生器循环(土星五号F1发动机循环技术)。整体上而言,长征五号的技术水平并不差,但它的近地轨道运载能力大约为25吨,地月转移轨道为大约为8.8吨,执行采样返回任务完全没有问题,但载人登月,至少需要40多吨的地月转移轨道运载能力,嫦娥五号还是差距不小。
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为什么嫦娥五号回来也要那么久?其实阿波罗计划中也就11号最短,月面只停留了2个多小时,而17号整个任务则长达12天!而嫦娥五号的时间并不是耗在回程上,而是在月球轨道对接、转移以及待机上,嫦娥五号在400千米待机轨道上除了上述几项任务外,并没有公布其他信息,当然我们也不胡乱瞎猜,不过只要它一旦脱离月球轨道,那么它的着陆时间就可以倒计时了!
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有朋友认为嫦娥五号从月球返回还要在地球上绕几圈,其实这是个误解,因为这样就会进入地球环绕轨道,需要将11.2千米/秒(从地外天体返回的速度必然大于速度,除非减速)的速度降低到7.9千米/秒以下,这需要大量的燃料!
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因此采用弹道返回或者半弹道返回就成了最佳选择,无人探测器没有过载要求,弹道返回亦无不可,而载人飞船绝不能使用弹道返回,要不然至少也是十几个过载,宇航员受不了!所以嫦娥五号的返回器和轨道器分离后,直接进入返回轨道,使用小飞走过的水漂弹道返回!
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因此这就对返回时机提出了很高的要求,返回到达地球切入水漂弹道的轨迹起始点时,其末端一定要是中国内蒙古四子王旗传统降落场,所以这个窗口必须给踩点稳了,要不飞到人家家里去,那就尴尬了,再友好的国家,怎么也得交涉下,而且这面子也丢大发了哈!
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