文/汉青
昨天是中秋佳节,也不知道各位小橘子们有没有陪着家人吃月饼。
局座也没有出去浪,昨晚上月亮多好啊,局座就拿了个报纸在阳台上看了看,没开灯,基本上报纸上的大字还是能看清楚。
(图自:NASA)
不知不觉中就想起了一段往事: 2001年时候,局座在英国皇家军事科学院学习,那个时候也是八月十五。局座就坐在学校草坪上看英文报纸,这一晃就是十几年过去了~
上世纪六七十年代,那个时候还是美苏争霸,双方都在航天领域较劲。苏联率先把宇航员加加林送上太空,开启了人类探索宇宙的新纪元。美国它的危机意识很强,探索星辰大海怎么能让竞争对手抢了先?
美国也拼命砸钱,拿出全部科研经费的1/5就为搞一个阿波罗计划(Apollo Program ),200多所大学+80多个科研机构+ 2万家配套企业,30万科学家和工程师全部投入这个项目,也创造了人类历史上一次奇迹。
阿波罗计划的标志(图自:NASA)
1969年7月20日阿姆斯特朗迈出了著名的“人类一大步”。从阿波罗1号到阿波罗17号,先后有12名人类宇航员登上月球,也有宇航员为了星辰大海的征途付出了生命的代价。
(图自:NASA)
很多国家像日本、印度都能自己发射火箭,把卫星送入预定轨道,但自己搞载人航天就不行了,这是一个很艰巨的工程。至于把人送上月球?更是困难重重......
中国这些年航天事业的进步大家有目共睹,载人航天,北斗卫星组网,空间站等等这些门槛很高的项目我们都在一点点突破,但有一个瓶颈是绕不过的,那就是重型火箭!
中国重型火箭处在什么段位
中国目前运载能力最强的火箭是“长征五号”,因为个头大,“腰围粗”,网友给它起了个外号叫“胖五”。它的芯级周围绑了四个助推器,每个助推器都装有两台咱们手里最先进YF-100液氧煤油火箭发动机。
2017年7月,海南文昌发射中心“胖五”发射失败坠入太平洋
长征系列其它火箭发射成功率都很高,近些年很少听说发射失利的事情,而咱们的“胖五”还算不上成熟稳定。
严格来讲它还不能算“重型火箭”,因为国际上有一个潜规则:火箭起飞推力要达到3500吨,近地轨道LEO(low Earth orbit)运载能力要达到100吨,这才有资格叫“重型火箭”,咱们还远远没有够到这个标准,马斯克Space-X之前发射的“重型猎鹰”火箭也同样达不到这个要求。
运载火箭这个江湖里“胖五”的地位究竟如何?
下面这个表可以让大家直观的感受一下:
表中美国阿波罗登月计划用的“土星Ⅴ号”以及苏联的N1火箭、能源号火箭都已经停产了,生产线都拆了的那种,不会再造了,成了历史的绝响。
“土星Ⅴ号”发射(图自:NASA)
还有马斯克前段时间嚷嚷着要搞环月旅行,日本土豪还把首付都掏了,这个旅行用的就是Space-X公司正在研制的BFR火箭。
从表中可以看到,“胖五”只能说处在世界前列,距离世界顶尖水平差距还是巨大的,这一点还是要看清楚。
长征九号比肩土星Ⅴ号?
中国还在同步研发其它型号火箭,比如说这个“长征九号”,最近被媒体尤其是外媒炒得很热。
有航天界人士在公开场合透露说“长征九号”LEO运载能力与“土星Ⅴ号”火箭相当,都是140吨。SpaceX公司的“猎鹰重型”运载火箭LEO运载能力是63吨,被“长征九号”完爆,未来Space-X的BFR火箭也只有100吨的低轨道运载能力,同样比不上。
BFR火箭概念图(图自:Space-X)
甚至是NASA正在建造的太空发射系统(SLS)运载火箭,Block1型、Block1B型和Block2型的近地轨道有效载荷分别为70吨、105吨和130吨,均低于“长征9号”。
来欣赏一下大型战忽现场:
美国《大众机械》网站报道:长征九号比当年美国阿波罗登月计划用的“土星Ⅴ号”更胜一筹。《法新社》称中国“长征九号”火箭超越NASA, 载荷是欧洲火箭7倍。该报道被《印度时报》、英国《每日邮报》等媒体网站纷纷引用。
局座最讨厌无脑吹捧那些还没有影子的事情,这个东西世界第一,那个东西天下无敌。从我们的航空母舰到我们的电磁弹射,我们的电磁炮,媒体描述这些项目时候往往不够冷静客观。
“长征九号”首飞预计在2028-2030年,这还远着呢,还在项目概念阶段。而且重型火箭的大推力发动机还没有着落。工程样机还在研制中,只有一些锻件有了突破。
实际上大推力发动机才是重型火箭项目最大的瓶颈,这个东西卡脖子卡了很久了。它门槛相当高,对一个国家的综合工业实力提出了很大的要求,需要持续不断地砸钱+砸时间才有可能沉淀出来,想追赶先进水平不是一蹴而就的事情。
俄罗斯的RD-180火箭发动机美国也被“卡脖子”(图自:俄罗斯卫星通讯社)
举个最简单的例子,咱们“胖五”用的YF-100火箭发动机,推力比长征系列火箭以前所用的发动机提高了60%以上,已经是很大的进步了。
但现在绝不是取得了一些成绩就可以骄傲自满的时候,更不能被国内国外“战略忽悠”迷惑了。
美国阿波罗登月计划,土星Ⅴ号火箭,上世纪六七十年代的事情了。它的一级用的F1火箭发动机,海平面推力6770KN。
F1火箭发动机(图自:NASA)
俄罗斯非常厉害的RD-180火箭发动机,海平面推力3830KN;而中国“胖五”用的YF-100,海平面推力只有1200KN,是俄罗斯的1/3,是美国的1/6。
客观的看清差距,保持一个清醒的头脑,才能更好的前行。这里没有贬低中国航天工业进步的意思,就事论事罢了。
航天领域,我们确实还有很长的路要走,尤其是发动机这块。飞机、火箭、导弹、坦克、舰艇、汽车它们的发动机构造、原理有很大区别,但也有很多东西是相通的。
这个坎一旦被我们迈过去,对于材料学,精密加工,制造工艺等领域的提升都是非常巨大的,由此会产生一系列的连锁反应。
加油,中国!