长征九号是如何达到“类星舰”设计的

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由阿德里安·贝尔撰写 2023 年 4 月 27 日

中国在开发其超重型起重车辆长征 9 (CZ-9) 方面一直非常敏捷。它最初是作为一种完全可消耗的火箭开始的，就像战神 V 或 SLS 火箭一样，但多年来发展成为最初部分可重复使用的概念，最近，随着 Starship 变得更加真实，它再次改变了设计，成为完全可重复使用的发射器车辆。今天我们想看看通向该设计的道路。

多年来，同时负责长征三号计划的总设计师龙乐豪一直是这枚大型火箭最重要的更新信息来源，但它也出现在其他舞台上，例如航展，并提供了罕见的更新信息。

感谢微博和宇宙企鹅对 CZ-9 的深入研究，它的设计历史向公众开放。

CZ-9 首次被提及，在国际上被称为长征 9 号，是在 2009 年，当时提出了两个变体。当时，该飞行器的直径为 9 米，第一个版本的第一级使用 YF-650 火箭推进剂 1 (RP-1) 发动机。第二个版本的灵感来自星座计划 Ares V，在中心核心使用氢，在身体侧面附有两个巨大的 SRB。

第一次提到 CZ-9 及其两个建议版本。（来源：中国航天）
在此之后，以及 2010 年的一些更新，随着中国专注于其他运载火箭，长征 9 周围变得安静。中国开始发射和整合其他更现代的火箭，例如强大的长征五号 (CZ-5)，或更小的现代改造型火箭，例如长征十一号。

直到2021年，长征九才重新成为焦点，此后进入了快速迭代阶段，提出了很多设计方案。2021 年 6 月，首次提及不使用侧助推器的单体概念。

该设计将在前两级配备两个直径为 10.6 米的储罐。第一级的动力现在将由 16 台 YF-135 RP-1 发动机提供，每台发动机可产生约 360 吨的推力。虽然此设计中没有提到可重用性，但它在下一步中出现了。

2022 年 4 月，在北京理工大学的一次演讲中，首次提到 CZ-9 可能希望至少部分可重复使用。但这并不是唯一的变化，因为它为两种不同的设计理念奠定了基础。考虑使用“中国猛禽”，一种 200 吨甲氧烷发动机。该发动机将为 26 发动机配置的第一级提供动力。在接下来的一年里，很明显这可能成为内部辩论的一部分，即级应该由 RP-1 还是甲烷驱动。

大约在这个时候，CZ-5 的升级，现在称为长征十号 (CZ-10)，成为中国太空计划登月的主要垫脚石。这可能会导致中国更多地推迟 CZ-9，因为它消除了该计划的压力，这是迈向月球的初步步骤所必需的。

在这一点上，CZ-10 沿用了 Falcon Heavy 的设计，似乎更像是 CZ-9 在国家准备追逐高风险概念之前的“最后一步”，例如跟随 Starship 并尝试对其进行改造。

CZ-9 甲氧烷设计在 2022 年 10 月被部分回滚，因为最初的计划是现在首次亮相 CZ-9 和 YF-136 RP-1 发动机，“中国猛禽”将在稍后被纳入设计日期。

2023年初首次出现网格鳍，升空质量和推力分别提升至4369吨和6118吨。这将使 CZ-9 的升空推重比达到 1.4 左右。当时在珠海航展上展出了长征九的巨型模型。它显示火箭在第一级和第二级具有相同的直径，助推器尾部的直径略有增加。

在接下来的几个月里，开始向“中国星舰”过渡，第一级和第二级的发动机种类大大减少。在 3 月份的一次演示中，第一级和第二级现在都配备了 200 吨甲氧烷发动机。

在 4 月 21 日公众获得的最后一次更新中，即星际飞船首次发射的第二天，设计得到了巩固。第一阶段现在将配备 30 台发动机，采用 3-9-18 配置，其中 3 台发动机位于中心发动机，18 台发动机位于外环。可选的第三级，使用 YF-79，也回到了设计中，以允许超近地轨道任务，类似于踢级。该设计现在还具有非常类似于星际飞船的上级，除了已经计划的第一级重用之外，还允许第二级的重用。

截至目前，这种大型火箭的首次亮相目前计划在 2033 年进行，最初不会具有可重复使用性。在 2030 年代后期，中国计划首次亮相部分可重复使用的火箭版本，“中国星舰”版本在 2040 年代之前不会飞行。该发动机已确认在第一级和第二级使用全流量分级燃烧循环，而反冲级将使用 hydrolox。

在性能方面，三级版本最多可将 50 吨运载到月球，而该火箭的第一级再利用版本最多可运载 35 吨。对于开发的两级版本，高达 150 吨的消耗品配置可以飞向近地轨道，回收时可以达到 80 吨。

目前还不清楚长征九号未来会走哪条路，但目前看来，中国已经非常适应全球火箭市场的现状，尤其是从行业领先者的角度来看。虽然它最初希望 NASA 提供能够带来火箭未来的设计，但随着 SpaceX 开始接管火箭开发的领导地位，它后来转变为密切关注 SpaceX 的设计。

这里有很多抄袭设计，中国甚至没有试图隐藏它，就像过去提到的猛禽和星舰一样。但最终，这使他们至少能够赶上行业领导者，这是其期望和宣布的目标。