俄罗斯开造全球最大推力火箭发动机,推力达800吨,受各国追捧

原标题:俄罗斯开造全球最大推力火箭发动机,推力达800吨,受各国追捧

(长征9号火箭设计方案之一,没有可靠的动力,长征9号困难重重)

经过几十年的技术积累,和上世纪九十年代至今几十年的快速发展阶段以后,中国空间探索技术取得了令世人瞩目的成绩。早在本世纪初,中国就继美俄之后成为世界第三个能够独立进行载人航天的国家。在其后,中国的卫星发展也开始加速,至今为止,根据美国方面发布的数据,中国的在轨卫星总数量很可能已经超越美国,即便考虑到美国夸大其词的因素,中国的在轨卫星数量也可以达到世界第二的水准。而且,在近几年,中国每年都是世界发射卫星最多的国家之一。与此同时,中国长征5号代表的新一代大型运载火箭也开始应用,更大的世界级重型运载火箭长征9也进入技术预研阶段。

受此影响,很多人就对中国的空间探索技术产生了一些脱离现实的估计,很多人就认为,在现今的世界,中国已经是名副其实的火箭技术和空间探索技术强国。而且,在这些技术的发展方面,前面已经提到,中国也的的确确取得了很多成就。但是,实际上,和世界航天强国相比,中国航天还有很多弱项需要弥补,火箭发动机就是其中之一。

(不要说800吨推力的火箭发动机,长征5标配的120吨液氧煤油发动机和50吨的氢氧发动机我国技术还没有完全成熟)

火箭发动机技术,中国和世界最强的差距很大

俄罗斯方面在近期发布消息称,俄罗斯即将开始"生产被认为是世界上最大推力的"沙皇引擎"新型液体火箭发动机RD-171MV,这一发动机目前在国际上还没有可以对比的型号"。根据俄罗斯方面公开的信息,RD-171MV型火箭发动机是俄罗斯最新推出的大推力火箭发动机,重10.3吨,最大推力800吨,计划用于俄罗斯联盟5中型运载火箭和发展中的叶尼塞重型运载火箭。根据俄罗斯的说法,RD-171MV型火箭发动机推力将会超过美国土星-5 号重型火箭上使用的第一级发动机F-1火箭发动机的推力,并且在尺寸方面,RD-171MV型火箭发动机也要比F1火箭发动机小,而根据公开的数据,美国F1火箭发动机的推力接近700吨。

而且,俄罗斯表示,当发动机运转时,RD-171MV型火箭发动机燃烧室可产生2700万千瓦的热功率,数据指标相当于大型核动力破冰船3个核动力装置的功率。同时,RD-171MV型火箭发动机据称还可重复使用,可重复使用次数达到10-15次,而这样的性能和重复使用能力也都预示着,RD-171MV型火箭发动机将成为世界最强火箭发动机。

(长征5配套的国产最新50吨级氢氧发动机技术,中国还没有完全搞定,美俄日欧的氢氧发动机推力早就超过100吨)

实际上,在RD-171MV型火箭发动机之前,俄罗斯在大推力火箭发动机方面的能力就是世界级水平的。俄罗斯现役推力最大的RD180火箭发动机的推力数据就很耀眼,该火箭发动机也被美国采购,并应用于重型火箭产品。从1997年美国和俄罗斯签署RD180火箭发动机的引进合同以来,美国进口的俄罗斯RD180火箭发动机总数量已经超过100台。如果不是受俄乌矛盾美国开启对俄制裁影响,美国现今还会继续使用这款俄罗斯制造的火箭发动机。而且,美国至今仍然对RD180火箭发动机念念不忘,RD180火箭发动机的推力就在500吨上下。

在美国之外,俄罗斯方面在近几年也多次传出消息,声称中国也希望进口俄罗斯的这款RD180型火箭发动机,虽然这个消息的真实性有待考证,但是,从中国火箭发动机技术目前的现状来看,中国也确实需要这样的大推力火箭发动机,只不过,中国必然更想要技术。而和俄罗斯的RD180、RD-171MV型火箭发动机相比,中国国产的火箭发动机整体推力和技术水准明显还差很远。想要赶上俄罗斯RD180、RD-171MV型火箭发动机的技术水平,短期内中国也做不到。

(美国研制之中的RS-68型大推力氢氧发动机推力达到338吨)

俄罗斯RD180、RD-171MV型火箭发动机都是液氧煤油式液体火箭发动机,是各国现役火箭的主动力通用设计。中国液氧煤油火箭发动机技术的快速发展开始于上世纪九十年代,长征5号运载火箭标配的120吨级YF100液氧煤油发动机是我国在此领域的技术最新、推力最大产品。同时,在长征9号重型运载火箭预研过程中,我国也开始了推力达到500吨级的新型液氧煤油发动机的研发,2016年8月初,国产500吨级液氧煤油发动机首次燃气发生器-涡轮泵联动试验取得成功,该型发动机研制工作取得首个里程碑式胜利。但是,这些大都是纸面数据,真实的情况就完全不同了。

以长征5号火箭的120吨级YF100液氧煤油发动机为例,作为我国最新的最大推力液氧煤油发动机,该动力的成熟度仍然有待提高,长征5号首次发射至今连续失败的现实也是明证。而且,目前为止,长征5号的后续发射计划也不断推迟,动力系统的问题必然存在。在这样的背景下,在我国还没有完全搞定120吨级液氧煤油发动机的情况下,国产500吨级液氧煤油火箭发动机的研发难度就可想而知了。再参照我国液氧煤油发动机以往的研发历程,国产500吨级液氧煤油发动机想要实用,恐怕还要很多年。

(中国引进RD180未必是空穴来风,中国液氧煤油发动机想从120吨直接过渡到460吨,必然需要借助外力)

在液氧煤油发动机之外,氢氧发动机技术我国和世界的差距更大。"氢氧发动机是指采用液氢、液氧作为燃料的发动机,是世界火箭发动机技术发展的趋势之一,掌握氢氧发动机技术是一个国家成为航天强国的标志之一,研制大推力氢氧发动机也是国内外液体火箭发动机技术的发展趋势"。美俄日欧等航天大国目前都已经研发成功先进的氢氧火箭发动机,最大推力都超过100吨,且都已经应用多年,美国的SSME氢氧发动机最大推力甚至达到213吨,正处在研发阶段的RS-68型大推力氢氧发动机推力更是达到338吨。而和这些国家相比,中国目前推力最大的氢氧发动机,也就是长征5号使用的YF77氢氧发动机的推力只达到了50吨级的水平,而在可靠性方面,应用该发动机的长征5号的近况同样也能说明一些问题。

而在未来发展方面,早在多年前国内就提出了220吨级大推力氢氧发动机的研发设想,并迅速开启了项目,但是,至今为止关于该发动机公开的消息并不是很多。而参照中国从上世纪七十年代就开始发展氢氧发动机,目前还只能研发50吨级的YF77的现实来看,国产220吨级氢氧发动机的研发预计也不会太容易。

(苏联登月失败,N1火箭应用太多的火箭发动机,影响了可靠性就是根源)

火箭发动机之外,火箭材料技术中国也有不足

在火箭发动机之外,在轻型、先进、高强度火箭材料方面,中国火箭产品同样存在一些不足。根据公开的信息显示,和世界最高水平同类型火箭产品相比,尤其是和技术先进的美欧同类型火箭相比,中国火箭的箭体本身重量明显偏大。而这个现实据称就是受我国火箭箭体材料技术影响,这个技术不足也在很大程度上浪费了国产火箭原本就不是很富裕的推力。

中国火箭发展和空间探索是不可能停止的,外购动力也只能解决一时的问题

由以上可以看出,我国火箭动力技术的一些不足已经开始影响我国的航天探索任务,我国的空间探索若想继续快速发展,火箭动力的问题必须尽快解决。实际上,我国的月球采样返回技术探索任务就已经受到长征5号火箭发射推迟影响,而长征5号的问题,根据目前的公开信息,就和该火箭采用的国产最新火箭动力的可靠性有关。

至于用外购的方式或者增加发动机数量的方式解决问题,基本没有可能。外购的做法只能暂时性解决我国火箭的一些问题,想要永久性解决中国火箭的动力问题,外购明显不是出路,也很难掌控。增加发动机数量的想法就更不用想了,任何一款火箭的发动机数量增加必然都会影响火箭的可靠性,前苏联的N1火箭就是现成的例证。

因此来说,中国可以借助俄罗斯火箭动力产品暂时解决一些问题,但是,中国火箭的发展最终还是要靠我们自己。(CX)返回搜狐,查看更多

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