中国大推力火箭发展仍落后 被日本大幅超越(组图)

　　日本近年来的技术快速跃进，其H-IIB运载火箭已经2次成功完成向国际空间站发射总重约16.5吨的HTV货运飞船的任务。

　　冷战后日欧火箭技术实现快速跃进

　　冷战结束后国际航天界普遍认为会迎来静止轨道通信卫星应用的大爆发，因此美国、欧洲和日本都竞相发展新一代运载火箭，俄罗斯和中国则将发射报价低廉的质子火箭和长征三号火箭投入市场。美国研制航天飞机降低发射费用的努力失败，1986年挑战者号航天飞机事故后美国空军和航天局分道扬镳，并在20世纪90年代主导研制了渐进一次性运载火箭（EELV）。EELV包含两种运载火箭，分别是宇宙神5和德尔塔4，在2002和2003年先后投入使用，服役型号的最大运载能力分别是近地轨道19吨和22.5吨，同步转移轨道8.7吨和13吨。

　　欧洲航天局新研制的阿里安5运载火箭于1996年首次发射，其同步转移轨道运载能力约6.2吨，近地轨道运载能力约16吨。阿里安5继续发展出5G+，5GS、5ES和5ECA等型号，最新的阿里安5ECA火箭运载能力达到了同步转移轨道10.5吨，用于发射自动转移飞行器的阿里安5ES火箭的近地轨道运载能力达到了21吨，完全具备了和美俄主流运载火箭分庭抗礼的水平。

　　日本宇宙开发集团（NASDA）研制的H-II型运载火箭1994年首次发射，H-II火箭同步转移轨道运载能力约吨，近地轨道运载能力约10吨。由于H-II火箭发射成本高昂，宇宙开发集团转而研制新的H-IIA火箭，H-II火箭后来的连续失败加速了这一过程，2001年H-IIA火箭首次发射成功。H-IIA火箭使用模块化设计，通过捆绑不同的固体助推器覆盖主流的静止轨道通信卫星发射能力需求，其同步转移轨道运载能力从4到6吨不等。为了发射国际空间站所用的H-II火箭转移飞行器，日本进一步研制了H-IIB火箭，其同步转移轨道运载能力达到了8吨，国际空间站轨道运载能力约16.5吨。

　　美欧日德新一代运载火箭彻底摆脱了弹道导弹技术的影子，是为航天发射尤其是商业发射专门研制的运载火箭，具有通用化、组合化和系列化的特点，不仅使用了各种新技术，还显著降低了发射费用。虽然技术上有所不如，但俄罗斯的质子火箭在运载能力仍可与美欧日的新一代火箭媲美，同时发射报价要低得多。

　　

　　长征5号火箭将使用的50吨级YF-77氢氧发动机（图左）和120吨级YF-100液氧煤油发动机（图右）。这将可让长征5号的推力水平达到国外主流运载火箭的水平。

　　火箭发动机技术制约中国火箭推力提高

　　相比之下中国运载火箭就要逊色得多，1997年首次发射成功的长征三号乙运载火箭的同步转移轨道运载能力仅有5.1吨，长征二号E火箭的近地轨道运载能力仅有9.2吨，与世界主流水平拉开了很大差距。

　　为了追赶国际先进水平，中国航天部门展开了新一代运载火箭的研究，其中长征五号大推力运载火箭2006年正式立项，计划2014年首次发射。长征五号火箭同样使用通用化、组合化和系列化设计，以50吨级YF-77氢氧发动机和120吨级YF-100液氧煤油发动机搭配组合，引入5米直径火箭箭体，设计方案覆盖了同步转移轨道运载能力6到14吨、近地轨道10到25吨的范围，最大运载能力达到了国外主流运载火箭的水平，但这并不意味着中国大推力运载火箭技术也达到同步的水平。长征五号火箭尤其是发动机等各种技术与发达国家仍然存在一定的差距，这是我们需要正视的现实。

　　中国现有的长征二号、三号和四号运载火箭的第一级、第二级设计大同小异，其主发动机是20世纪60年代开始研制的YF-20发动机及其衍生版本，YF-20发动机推力仅有75吨左右，这是制约现有长征火箭运载能力的核心因素。中国火箭发动机技术上与其他航天强国的差距，要比运载火箭的差距更大。

　　中国长征火箭家族。中国未来如若要实现火箭技术的大幅度提升，那就必须研制技术水平更高，推力更大的新型火箭发动机。