我最大火箭長征五號發射：中國距航天超級大國有多遠

據央視新聞報道，11月3日20時43分，我國首枚大型運載火箭長征五號在中國文昌航天發射場點火升空。目前火箭助推器已經分離、整流罩拋棄，一二級火箭成功分離。

11月3日20時43分，我國首枚大型運載火箭長征五號在中國文昌航天發射場點火升空。

從外觀上看，長征五號運載火箭與運送神舟十一號飛船的長征-2F遙11火箭最明顯的區別就是直徑更大了。長征-2F火箭的直徑為3.35米，而長征五號火箭的直徑達到了5米；而高度上，長征-2F火箭為58.34米，長征五號則更高，達到了62.2米，相當於20層樓的高度。長征五號火箭底下四個助推器的直徑，就和長征-2F火箭的主體直徑相當。

當時中國研製長征五號火箭的目的，就是為了達到西方先進大型火箭的水平，典型的追趕目標就是歐洲研製的阿麗亞娜-5型火箭。現在來看中國的長征五號火箭已經初步實現了對阿麗亞娜-5型火箭的全面超越。

以最新型阿麗亞娜-5 ECA型為例，該火箭全長52米，直徑5.4米，起飛重量777噸，近地軌道運載能力20噸，地球同步轉移軌道10噸。而長征五號起飛質量約869噸，具備近地軌道25噸、地球同步轉移軌道14噸的運載能力。從主要的運載能力上，中國的長征五號已經超過歐洲的阿麗亞娜-5 ECA型。而目前阿麗亞娜-5 ECA型火箭式目前國際發射市場最受歡迎的火箭發射載具。

但是我們仔細研究一下，不得不發現，在一些子系統上，中國和歐洲乃至更先進的美國、俄羅斯等航天強國仍然有一定差距。例如如果我們仔細觀察，就會發現阿麗亞娜-5ECA型火箭，在起飛階段只使用了兩台推力在540噸固體助推火箭和一台推力100噸火神芯一級液氫液氧發動機。而中國長征五號火箭在起飛階段，則使用了4台助推火箭（包括8個全新研製的YF-100型120噸液氧煤油發動機）和1個芯一級火箭（包括兩個50噸級的YF-77液氫液氧發動機）。

儘管長征五號和阿麗亞娜5ECA火箭的起飛推力分別是1060噸和1180噸，兩者基本相同，但阿麗亞娜火箭起飛發動機的數量，要比中國長征五號火箭少很多，這就等於減少了系統的複雜性。這是因為阿麗亞娜擁有500噸級大推力固體火箭發動機，而中國卻沒有如此大推力的固體火箭發動機。同時在推力上，法國的液氫液氧發動機也是中國YF-77火箭發動機的兩倍。因此儘管在運載能力上長征五號已經超過阿麗亞娜五號，但在火箭發動機上，中國和法國相比仍然有差距。當然中國的120噸液氧煤油發動機是無毒環保火箭發動機，比法國固體火箭發動機要環保。

從技術上來看，液氫液氧或者液氧煤油發動機的液體火箭發動機具有比沖高、推力可調、可多次啟動等優點，但是固體火箭發動機又有結構簡單、可靠性高、機動性好、易實現大推力等特點，因此美國、歐洲等西方航天巨頭，一般在大型火箭或者重型火箭領域，採用固體火箭助推器+液體火箭芯一級的起飛方式。同時，俄羅斯由於在設計液體大推力火箭上獨佔鰲頭，因此在自己主力的質子號運載火箭上，使用的是6台大推力液體火箭發動機。這種被稱為RD-275M火箭發動機，推力有170噸，推力很大但致命的缺陷在於使用巨毒的偏二甲肼與四氧化二氮液體燃料。雖然俄羅斯目前擁有像RD-180這種世界最先進的五毒環保液氧煤油火箭發動機，但俄羅斯自己卻沒有使用，只能提供給美國的宇宙神火箭來使用。

2016年8月，由中國航天科技集團公司六院自主研製的重型運載火箭500噸級液氧煤油發動機（推力超過目前俄羅斯著名的RD-180發動機）首次燃氣發生器-渦輪泵聯動試驗取得圓滿成功

俄羅斯目前也研發了基於無毒的RD-191液氧煤油火箭發動機的安加拉火箭。RD-191推力達到220噸，是中國現有120噸液氧煤油發動機的幾乎兩倍。RD-191的技術來自著名的RD-170發動機。這是人類有史以來威力最強的液態火箭發動機。此外，基於RD-191還開發出來了用於韓國羅老號火箭的RD-151火箭發動機，推力170噸，也比中國的液氧煤油火箭推力要大。但問題是火箭推力大隻代表了火箭系統的一個方面，俄羅斯的安加拉火箭研製並不順利，到目前也只發射過一兩次。而羅老號火箭也是前兩次均發射失敗。俄羅斯RD-180火箭發動機在美國使用的成功，並不代表俄羅斯研製液氧煤油大推力火箭就會一馬平川，也需要大量的投入和磨合。

因此現在擺在中國面前的，是發展未來重型火箭的兩條路：一條是採用和美國、歐洲類似的方案，即固體火箭助推器+液體火箭芯一級的起飛方式，另外一種是類似俄羅斯的道路，即採用液氧煤油大推力液體火箭的起飛方式。有意思的是，中國在這兩方面都進行了技術上的準備。

2016年8月，由中國航天科技集團公司六院自主研製的重型運載火箭500噸級液氧煤油發動機（推力超過目前俄羅斯著名的RD-180發動機）首次燃氣發生器-渦輪泵聯動試驗取得圓滿成功。當然，燃氣發生器-渦輪泵聯動試驗距離研製成功500噸級發動機還有很長的距離，但這畢竟是實質性的第一步。中國YF-100型120噸液氧煤油發動機渦輪泵聯動試驗是在1998年，2012年5月通過驗收，歷時14年。根據報道，中國在研製500噸級液氧煤油發動機上全面推行全三維數字化等新技術，因此研製時間有可能大大縮短。

此外，也是在8月，位於西安的航天科技四院試驗新區點火試車了全長8.6米、直徑3米、推力達150噸的兩分段火箭發動機。這是中國迄今為止最大直徑、最大推力、最大裝藥量的固體火箭發動機。雖然目前推力為150噸，但是通過增加分段和改進裝葯設計，能夠研製推力接近1000噸的固體火箭助推發動機。

最右邊為設想中的長征九號火箭，旁邊為長征五號火箭

因此長征五號的首飛，只是中國向航天強國走出的第一步，而這些技術突破證明中國航天工業部門正在以極為高漲的熱情，積極爭取長征九號超重型火箭以及載人登月等重大航天工程的立項。特別是中國能否研製長征九號超重型火箭，將是中國能否在未來實現載人登月甚至載人登火的關鍵，因為現有長征火箭很難實現中國深空探測目標。

如果中國長征九號超重型火箭立項，將可能在2030年實現首飛。長征九號一種可能型是採用芯一級火箭直徑擴大到8米左右，使用兩台國產500噸級液氧煤油發動機，然後再捆綁兩個千噸級固體火箭助推發動機，起飛總推力達到3000噸；另一種可能性是使用芯一級火箭（兩台國產500噸級液氧煤油發動機）+四台500噸級液氧煤油火箭助推發動機，總推力也可達到3000噸（此組合類似於美國登月土星五號火箭）。屆時中國可能在2035年左右實現載人登月，2049年中國建國一百年實現載人登火星。這才是中國成為世界航天超級大國的標誌。

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