文/漢青
昨天是中秋佳節,也不知道各位小橘子們有沒有陪着家人吃月餅。
局座也沒有出去浪,昨晚上月亮多好啊,局座就拿了個報紙在陽台上看了看,沒開燈,基本上報紙上的大字還是能看清楚。
(圖自:NASA)
不知不覺中就想起了一段往事: 2001年時候,局座在英國皇家軍事科學院學習,那個時候也是八月十五。局座就坐在學校草坪上看英文報紙,這一晃就是十幾年過去了~
上世紀六七十年代,那個時候還是美蘇爭霸,雙方都在航天領域較勁。蘇聯率先把宇航員加加林送上太空,開啟了人類探索宇宙的新紀元。美國它的危機意識很強,探索星辰大海怎麼能讓競爭對手搶了先?
美國也拚命砸錢,拿出全部科研經費的1/5就為搞一個阿波羅計劃(Apollo Program ),200多所大學+80多個科研機構+ 2萬家配套企業,30萬科學家和工程師全部投入這個項目,也創造了人類歷史上一次奇蹟。
阿波羅計劃的標誌(圖自:NASA)
1969年7月20日阿姆斯特朗邁出了著名的「人類一大步」。從阿波羅1號到阿波羅17號,先後有12名人類宇航員登上月球,也有宇航員為了星辰大海的征途付出了生命的代價。
(圖自:NASA)
很多國家像日本、印度都能自己發射火箭,把衛星送入預定軌道,但自己搞載人航天就不行了,這是一個很艱巨的工程。至於把人送上月球?更是困難重重......
中國這些年航天事業的進步大家有目共睹,載人航天,北斗衛星組網,空間站等等這些門檻很高的項目我們都在一點點突破,但有一個瓶頸是繞不過的,那就是重型火箭!
中國重型火箭處在什麼段位
中國目前運載能力最強的火箭是「長征五號」,因為個頭大,「腰圍粗」,網友給它起了個外號叫「胖五」。它的芯級周圍綁了四個助推器,每個助推器都裝有兩台咱們手裡最先進YF-100液氧煤油火箭發動機。
2017年7月,海南文昌發射中心「胖五」發射失敗墜入太平洋
長征系列其它火箭發射成功率都很高,近些年很少聽說發射失利的事情,而咱們的「胖五」還算不上成熟穩定。
嚴格來講它還不能算「重型火箭」,因為國際上有一個潛規則:火箭起飛推力要達到3500噸,近地軌道LEO(low Earth orbit)運載能力要達到100噸,這才有資格叫「重型火箭」,咱們還遠遠沒有夠到這個標準,馬斯克Space-X之前發射的「重型獵鷹」火箭也同樣達不到這個要求。
運載火箭這個江湖裡「胖五」的地位究竟如何?
下面這個表可以讓大家直觀的感受一下:
表中美國阿波羅登月計劃用的「土星Ⅴ號」以及蘇聯的N1火箭、能源號火箭都已經停產了,生產線都拆了的那種,不會再造了,成了歷史的絕響。
「土星Ⅴ號」發射(圖自:NASA)
還有馬斯克前段時間嚷嚷着要搞環月旅行,日本土豪還把首付都掏了,這個旅行用的就是Space-X公司正在研製的BFR火箭。
從表中可以看到,「胖五」只能說處在世界前列,距離世界頂尖水平差距還是巨大的,這一點還是要看清楚。
長征九號比肩土星Ⅴ號?
中國還在同步研發其它型號火箭,比如說這個「長征九號」,最近被媒體尤其是外媒炒得很熱。
有航天界人士在公開場合透露說「長征九號」LEO運載能力與「土星Ⅴ號」火箭相當,都是140噸。SpaceX公司的「獵鷹重型」運載火箭LEO運載能力是63噸,被「長征九號」完爆,未來Space-X的BFR火箭也只有100噸的低軌道運載能力,同樣比不上。
BFR火箭概念圖(圖自:Space-X)
甚至是NASA正在建造的太空發射系統(SLS)運載火箭,Block1型、Block1B型和Block2型的近地軌道有效載荷分別為70噸、105噸和130噸,均低於「長征9號」。
來欣賞一下大型戰忽現場:
美國《大眾機械》網站報道:長征九號比當年美國阿波羅登月計劃用的「土星Ⅴ號」更勝一籌。《法新社》稱中國「長征九號」火箭超越NASA, 載荷是歐洲火箭7倍。該報道被《印度時報》、英國《每日郵報》等媒體網站紛紛引用。
局座最討厭無腦吹捧那些還沒有影子的事情,這個東西世界第一,那個東西天下無敵。從我們的航空母艦到我們的電磁彈射,我們的電磁炮,媒體描述這些項目時候往往不夠冷靜客觀。
「長征九號」首飛預計在2028-2030年,這還遠着呢,還在項目概念階段。而且重型火箭的大推力發動機還沒有着落。工程樣機還在研製中,只有一些鍛件有了突破。
實際上大推力發動機才是重型火箭項目最大的瓶頸,這個東西卡脖子卡了很久了。它門檻相當高,對一個國家的綜合工業實力提出了很大的要求,需要持續不斷地砸錢+砸時間才有可能沉澱出來,想追趕先進水平不是一蹴而就的事情。
俄羅斯的RD-180火箭發動機美國也被「卡脖子」(圖自:俄羅斯衛星通訊社)
舉個最簡單的例子,咱們「胖五」用的YF-100火箭發動機,推力比長征系列火箭以前所用的發動機提高了60%以上,已經是很大的進步了。
但現在絕不是取得了一些成績就可以驕傲自滿的時候,更不能被國內國外「戰略忽悠」迷惑了。
美國阿波羅登月計劃,土星Ⅴ號火箭,上世紀六七十年代的事情了。它的一級用的F1火箭發動機,海平面推力6770KN。
F1火箭發動機(圖自:NASA)
俄羅斯非常厲害的RD-180火箭發動機,海平面推力3830KN;而中國「胖五」用的YF-100,海平面推力只有1200KN,是俄羅斯的1/3,是美國的1/6。
客觀的看清差距,保持一個清醒的頭腦,才能更好的前行。這裡沒有貶低中國航天工業進步的意思,就事論事罷了。
航天領域,我們確實還有很長的路要走,尤其是發動機這塊。飛機、火箭、導彈、坦克、艦艇、汽車它們的發動機構造、原理有很大區別,但也有很多東西是相通的。
這個坎一旦被我們邁過去,對於材料學,精密加工,製造工藝等領域的提升都是非常巨大的,由此會產生一系列的連鎖反應。
加油,中國!