比長征5號大4倍 中國的載人登月火箭大的令人窒息

去年11月，我國在海南成功發射了第一款大型運載火箭長征5號，迎頭趕上日本H2B型和歐盟的阿麗亞娜5型，實現了一次巨大的技術飛越。而最近又爆出具備更大載重能力的「長征9號」運載火箭將於2030年服役的消息，下面虎哥就來帶大家一探究竟。

在重型火箭領域，我國其實長期是處於航天強國中的落後地位。美國和前蘇聯在冷戰時期瘋狂的軍備競賽過程中，湧現出了不少黑科技，美國有「土星五號」，前蘇聯有「能源號」，都是近地軌道運載一百多噸的超重型運載火箭，性能都相當恐怖，也正是有這種大殺器在手，美蘇的太空競賽才能又是登月又是空間站地變著花樣折騰。

儘管後來太空競賽因為過於燒錢而停了下來，但這兩款神器一直保持著人類科技的巔峰紀錄。

然而當時的我們航天科技才剛剛起步。甚至在長征5號出現之前，連日本的火箭都比我們的先進。發射「東方紅1號」的長征1型就不說了，那是基於東風4改的，解決了從無到有的問題；而長征2、3、4都是基於東風5洲際導彈的火箭，儘管還算可靠，但性能落後，已經無法滿足我國深空探測的需要了。

即將而目前我國最大的運載火箭長征五號的近地軌道載荷也只有25噸，起飛推力約1040噸，雖然可以承擔發射空間站的任務，但其地月轉移軌道運載能力僅有8.2噸的水平，想載人登月的話遠遠不夠，因為載人登月需要軌道艙著陸艙和返回艙等好幾個艙室，這重量遠遠不止七八噸，用長征5號的話只能實現無人登月並取樣返回。

這也就明確了未來重型火箭長征九號的研製目的：將近地軌道運載能力提升到100噸以上，地月轉移軌道運載能力提升到50噸以上，這樣才能滿足未來載人登月、火星探測和更遠的深空探測需求。

屆時長征9號不僅性能過硬，技術上也將充分利用近年來各國的科研成果，不僅性能將超越 「土星五號」和「能源號」，甚至還有可能處於世界領先的地位。例如我們前面提到的「土星5號」的F-1火箭發動機循環系統使用的還是與二戰時期V-2火箭別無二致的「開式循環」。

在這個系統中，火箭燃料進入燃氣發生器進行不充分燃燒，產生的廢氣驅動渦輪泵，來帶動燃料和氧氣泵，向火箭發動機供應達到溫度、壓力數值要求的燃料和氧化劑。不完全燃燒的燃料產生的廢氣經過渦輪泵後就直接向後噴射，產生一個小的推力，但實際上這就浪費了一定的燃料和氧化劑。

而目前相對先進的循環系統都屬於補燃循環，美國的太空梭發動機、俄羅斯RD-120170180火箭發動機都是這個結構。我國長征-7火箭的主發動機YF-100也是使用補燃循環技術的新一代火箭發動機，其研製過程中參考了從俄羅斯引進的RD-120發動機。

所謂的「補燃循環」實際上就是將燃氣發生器中進行不完全燃燒後產生的廢氣在推動渦輪做功後，再引入燃燒室，在這裡進進行第二次燃燒，做功推動火箭飛行。所有燃料和氧化劑最後都進入燃燒室，幾乎不浪費燃料，因此同等質量的燃料使用這一循環方式將使燃料利用效率更高，也更環保。

長征9號的先期關鍵技術主要的攻關內容為「一總三大」：一總即重型火箭的總體技術和方案優化；三大即10米級大直徑箭體結構的設計、製造和試驗，480噸大推力的液氧煤油發動機，220噸大推力的氫氧發動機。

去年西南鋁業成功研製出重型運載火箭用直徑10米級鋁合金環件，突破重型火箭製造關鍵難題，打破了世界記錄；而目前兩種大推力發動機的攻關也進展順利。

480噸級液氧煤油發動機已經完成了首次發生器——渦輪泵聯試，試驗達到了預期目的，通過試驗驗證了補燃循環發動機中最關鍵的部分就是燃氣發生器和渦輪泵的這個聯動過程的可行性，標誌著480噸液氧煤油發動機研製關鍵技術攻關取得突破性進展，這次我國試驗的480噸級推力發動機據說就是正在預研階段的YF-460發動機，該發動機為兩個噴管，類似俄制RD-180發動機。

目前俄國正向我們賣RD-180，現在看來恐怕即便要買，也買不了幾台了，目的么大家都懂的。而220噸級高性能氫氧發動機也已完成了多個組件方案詳細設計，開始進行組件的研製試驗工作。

十幾年後，當長征9號研製成功並達到國際先進水平，將滿足我國在2030年至2050年近地軌道以外的宇宙空間探索任務和載人登月任務需求，或許未來的我們將共同見證中國的航天英雄乘著長征9號征服星辰大海！

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