【日本新火箭H3高不成低不就?运力与长七系列相当,价格难与猎鹰9号匹敌】鸽了2年之久的日本新一代运载火箭H3,终于要在北京时间明天09:37首飞了!这款由三菱重工抓总研制的火箭,继承了现有H-II系列氢氧火箭的技术,延续了模块化的设计思路,并致力于解决H-II系列价格过于昂贵(H-IIA发射价格高达9000万美元)的问题,以成为一款物美价廉的火箭。
H3的目标价格为5100万美元,JAXA想以此将年发射频率由平均4发/年提高到8发/年,从而提升自身的商业发射竞争力。但已经杀疯了的SpaceX猎鹰9号,似乎让H3火箭处在了一个十分尴尬的境地,同时H3目前的真实发射价格很可能还达不到其理想预期。
H3火箭的命名规则为“H3-abc”,具体来说,“H3-”后面的三个字符的含义为:第一个数字为一级发动机LE-9的台数(3和2两种),第二个数字为固体助推器捆绑数目(有0/2/4三种),第三个字母则为整流罩类型(S为短罩,L为长罩,W为宽罩)。
由此,H3火箭可组合得到3个主要构型(按整流罩类型细分则为6个构型):H3-30S/L、H3-22S/L、H3-24S/L,明日首飞的构型便是H3-22S。除此之外,还有一个发射HTV-X的H3-24W,
H3火箭全长57m (短罩) / 63m (长罩),芯级及整流罩直径5.2m(宽罩5.4m),固体助推器直径2.5m,全重为268t (30S) / 421t (22L) / 574t (24L) 。在用途上,H3-30S主要用于执行日本政府的发射任务,H3-22S/L、H3-24L/W则将主要用于执行商业发射任务。
运载能力方面,光杆的H3-30S 500kmSSO运力4t,H3-22L GTO运力5.4t,H3-24L LEO运力16t、GTO运力7.9t,可见其在运力上属于中型火箭水平,不过运载比还是不错的,也基本能满足JAXA的需求了。未来H3有可能改进低温上面级,以及拓展CBC构型,以进一步提升运力至大型火箭水平。(另外如图6所示,日本火箭祖传的大幅度狗腿机动,也是影响其运力的一个因素)
立项于2014年的H3火箭,原计划2021年发射,奈何一级主发动机LE-9不给力,导致多花了2年时间用在了解决H3“患心脏病”的问题上。LE-9氢氧机地面推力/比冲为1221kN/350s,真空推力/比冲为1472kN/422s,室压10.0MPa,推重比62.5,它放弃了LE-7昂贵的分级燃烧循环方式,改为采用独特的开式膨胀循环方式,旨在提高推力,并降低成本,但这也造就了LE-9研制难度大,故障频发,希望明日它首飞时别出什么幺蛾子吧[doge]
至于二级氢氧发动机LE-5B-3和固体助推器SRB-3,都是继承自原有H-II系列火箭的成熟技术,相对稳当。LE-5B-3也采用开式膨胀循环方式,真空推力137kN,比冲448s,推重比47;SRB-3推力230吨级,比冲283.6s,它是基于H-II系列的SRB-A助推器改进来的,未来还计划用作艾普斯龙-S小型固体火箭的一子级。(图源:JAXA)
