阿特拉斯5火箭的迅速成功与长征5号火箭的拖延悲剧反思（完整版本）

发布时间：2014-10-08 18:44:25 来源：文档文库

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阿特拉斯5火箭的迅速成功与长征5号火箭的拖延悲剧反思

近日观看了阿特拉斯五型火箭的YOUTUBE视频，阿特拉斯五型火箭的强劲远超我当初想象。让我对RD180之类高压补燃煤油发动机的强大能力有了更深入的认识。感概主要有以下几点。

第一，以单台400吨级RD180发动机为第一级芯级的美国阿特拉斯五型火箭的运载能力（GTO）竞与俄罗斯以单台800吨级RD171M发动机为第一级芯级的天顶火箭相当。阿特拉斯五基本版LEO能力达12.5吨，GTO能力则达4.9吨以上，而捆绑上不同数量的固体助推器，LEO能力可达17.5吨，GTO能力可达8.6吨。由此可见美国佬的眼光还真是不一般的毒，其选择RD180而不是RD171来构建阿特拉斯五型火箭的第一级芯级是经过深思熟虑的。显然RD180所具有的可变调推力能力对美国佬的吸引力要更大。

其次，阿特拉斯五型火箭具有两级（发射重型载荷时也可以捆绑肋推器）进入GTO的能力。

这一点由其值得关注，因为无论是日本的H2A、欧洲的阿里安五还是中国未来的长征五号，要进入GTO却是二级半的产物（即助推级，芯级还要加上一个低温上面级才能拥有进入GTO轨道的能力）。可是这些号称使用更先进氢氧发动机的火箭为什么却要比使用煤油发动机芯级的阿特拉斯五火箭在发射GTO载荷时还要多出一个肋推级呢？！氢氧发动机芯级的优势何在？！

事实上我一直以来就有一个疑问，中国今天的长征五号火箭之所以搞成今天的这般熊样，进度一拖再拖（5米直径芯级方案估计到2015年都无法实现首飞），与采用50吨氢氧发动机为芯级有极大的关系。如果单纯采用4台120吨煤油发动机为芯级（如果发射更大载荷时可以捆绑上不同数量的肋推器），发射LEO任务时加上一个常温上面级即可，如发射GTO任务时则加上一个先进低温上面级即可（阿特拉斯五加半人马座低温上面级就是如此）。如此中国的长征五号火箭5米芯级方案抢在2010年前实现首飞应该不存在重大不可克服的问题。

毫无疑问。中国研制50吨级氢氧发动机对于载人登月工程非常重要，因为实施载人登月工程中国就必须要首先彻底解决巨型低温上面级的研制难题。但我始终认为中国的长征五号火箭的研制根本就不应迁就50吨氢氧发动机的研制进度，更不应该与50吨氢氧发动机的研制捆绑同时进行。因为这在经济方面就相当不值。

如日本的H2A火箭，欧洲的阿里安五火箭与及中国的长五火箭在发射GTO载荷时实际上已经动用了三种火箭发动机，这对火箭的可靠性与经济性产显然产生重大挑战。与之相反,阿特拉斯五火箭，长征三号火箭与及著名的质子火箭，土星火箭在发射GTO乃至外星轨道载荷时绝大多数情况下都只需要动用了两种火箭发动机，这对于火箭的生产与发射场维护的好处显然易见。

最后，长征五号3.35米芯级方案难产谁之过。

由于中国50吨级氢氧发动机的推力明显过低，说不好听点用于5米芯级直径火箭第一级的制造与赶鸭子上架无喻。表面上看起来，目前长五5米芯级方案重型版本的LEO能力达25吨，GTO能力可达14吨，相较于日本的H2A与欧洲的阿五并不处于下风。但在实际应用中这种运载能力不上不下的重型版本的用处极为有限。用于载人绕月飞行，GTO载荷14吨明显不足，合理的区间至少应在18吨以上，但如果用于发射同步轨道通讯卫星，GTO载荷14吨又显得过大，欧洲目前版本的阿里安五火箭在提高GTO载荷方面的努力就已经因为市场需要的不足陷入停滞状态。

事实上今天的中国更应该上马研制的是3.35米芯级版本的长征五号火箭与及起飞推力达1440吨以上，GTO能力达18吨以上的超级版本5米芯级长五火箭。前者可以完全替代掉目前中国所用的长二捆，长三捆与及长四太阳同步轨道之类还在使用有毒燃料的运载火箭，而且酒泉，西昌与及太原三大发射场并不需要因此而作重大的改进。更重要的还在于采用两台120吨煤油发动机作为芯级的3.35米版本长五火箭的LEO能力（捆绑4台2.25米助推器，起飞推力达720吨）完全可提高到14吨以上，GTO能力完全可提高到6.5吨以上，太阳同步轨道能力则可达8吨以上。这显然要比目前的长征五号5米方案更为符合未来20年中国地球轨道发射任务的需要。

而利用4台120吨煤油发动机研制5米直径版本的长征五号芯级，中国在2015年之前完全可以拥有LEO能力达35吨（捆绑4枚3.35米助推器），GTO能力达18吨以上的超级版本长征五号火箭。而这种级别的火箭显然比目前中国研制中的长征五号火箭更为适合于中国的空间站舱段与及神舟绕月飞船的发射。而且更可完全抛开50吨氢氧发动机研制进度的拖累立即上马进行，经济方面的好处不言自明。

遗憾的是，美国空军（EELV计划的提出者）与洛克希德，马丁公司（阿特拉斯五火箭的生产者）看得到的东西，并且在美国行得通的东西在中国却由于“种种原因”却寸步难行。事实上作为当今世界上仅存的两个从事高压补燃液氧煤油发动机研制开发的主力国家，中国要比美国更有条件将高压补燃煤油发动机发扬光大才对，可是现实中中国的这一款耗时二十多年才得以研制成功的重要120吨级煤油发动机却仅仅只能用于研制长征五号火箭5米芯级版本的助推器。而3.35米直径芯级版本的长征五号火箭的研制更是被有意无意中完全莫视了，原因国人想必应该心中知肚明。

如今，汶川发生了8级大地震，几个阿波罗登月工程的投资倾克间灰飞烟灭，人员的伤亡更是惨重，估计未来15年内国家都不会再在运载火箭领域再有重大投资了，因为仅仅在装备领域直升机之类国家就必须投入大量的金钱去“补课”，而且需要更为迫切现实。如果火箭领域的专家决策者再不懂得如何充分利用好目前中国已经研制成熟的发动机成果，更低成本地研制出中国未来所需要的“适合国情”的运载火箭，中国航天事业未来的冬天恐怕就为其不远了。当然，如果有人的目的就是要让目前使用有毒燃料的长征二号，三号与及四号火箭再使用上五十年，就是要让长征五号火箭的出生再推迟五十年也无所谓，我也无话可说。

事实上只要我们深入研究美国阿特拉斯五型火箭的研制历程，我们就可以完全相信中国的长征五号火箭的研制完全不必要象今天这样拖得如此长久与漫无目的，这根本就是一个决策与利益的瓜分问题。在长征五号火箭的3.35米芯级方案的研制方面就更是如此。在大灾之前，希望我们的某些专家与决策者们能够醒醒吧，为了这个国家的荣誉与利益也是为了你们自已的饭碗与未来。