本次長(zhǎng)征五號(hào)遙三與實(shí)踐二十號(hào)任務(wù)為 2019 年中國(guó)航天發(fā)射收尾，且又是長(zhǎng)征五號(hào)復(fù)飛后第一次發(fā)射，因此備受矚目。

　　長(zhǎng)征五號(hào)是在 2002 年原國(guó)防科工委確定的“一個(gè)系列、兩種發(fā)動(dòng)機(jī)、三個(gè)模塊”思路下誕生的，2006 年立項(xiàng)批復(fù)。所謂的一個(gè)系列是研發(fā)一系列運(yùn)載火箭;兩種發(fā)動(dòng)機(jī)指的是 120 噸推力的 YF-100 和 50 噸推力的 YF-77 發(fā)動(dòng)機(jī);三個(gè)模塊是研發(fā)出長(zhǎng)征五號(hào)、六號(hào)和七號(hào)，近地軌道運(yùn)載能力上限達(dá)到 25 噸，同步軌道運(yùn)載能力上限達(dá)到 14 噸。結(jié)果十多年的預(yù)研、研發(fā)和測(cè)試，長(zhǎng)征五號(hào)在 2016 年第一次發(fā)射成功，讓中國(guó)躋身能夠研發(fā)、制造 20 噸級(jí)運(yùn)載火箭的國(guó)家。

　　長(zhǎng)征五號(hào)世界排名第幾?

　　長(zhǎng)征五號(hào)火箭作為 20 噸級(jí)的近地軌道運(yùn)載能力的火箭，在世界上排名如何?我們不妨來(lái)看看，長(zhǎng)征五號(hào)近地軌道運(yùn)載能力為 25 噸，也就是說(shuō)能把 25 噸的貨物送到距離地面幾百公里的軌道上。

　　世界火箭家族中能夠做到這一點(diǎn)的有美國(guó)的重型獵鷹火箭近地軌道運(yùn)載能力為 63 噸;宇宙神V火箭，宇宙神 551 火箭在捆綁 5 枚固體助推器的情況下，可將 18 噸的貨物送到近地軌道;美國(guó)的德?tīng)査?IV 運(yùn)載火箭可將 28 噸的貨物送到近地軌道;俄羅斯的質(zhì)子M火箭的近地運(yùn)載能力為 23 噸;俄羅斯安加拉火箭的近地軌道運(yùn)載能力為 24 噸，日本H-IIB 運(yùn)載火箭尾 16 噸。

　　從以上對(duì)比可以看出，長(zhǎng)征五號(hào)火箭在現(xiàn)役世界火箭中的排名是第三，在運(yùn)載能力上比俄羅斯的火箭更強(qiáng)大，落后于美國(guó)的兩款火箭。如果算上過(guò)去世界運(yùn)載火箭的排名，比長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載能力更強(qiáng)的有美國(guó)的土星五號(hào)火箭、航天飛機(jī)、蘇聯(lián)的能源火箭、N-1 火箭等，因此長(zhǎng)征五號(hào)的歷史排名在第五名。

　　從動(dòng)力分析，長(zhǎng)征五號(hào)火箭的動(dòng)力配置為 120 噸推力的 YF-100 和 50 噸推力的 YF-77 發(fā)動(dòng)機(jī)，助推器為 4 枚，每枚安裝 2 臺(tái) YF-100，因此助推器上就有 8 臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。芯一級(jí)為 2 臺(tái) YF-77 發(fā)動(dòng)機(jī)。YF-100 和 YF-77 雖然都是液體發(fā)動(dòng)機(jī)，但燃料不同，YF-77 屬于氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)，YF-100 為液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)。使用氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)與液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)的組合是根據(jù)比沖等綜合因素得出的，氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)作為芯一級(jí)，比沖要大于液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)。

　　芯一級(jí)用液氧液氫，助推器用固體或者液氧煤油也是有的，比如俄羅斯的能源號(hào)火箭、阿麗亞娜火箭等，都助推器一般是固體。如果助推器用液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，那么體積會(huì)更大，于是我們就看到了所謂的胖五這個(gè)綽號(hào)。YF-100 和 YF-77 發(fā)動(dòng)機(jī)這個(gè)組合是優(yōu)化后的產(chǎn)物，并不代表這兩種發(fā)動(dòng)機(jī)在各自領(lǐng)域都是最頂尖的，不可否認(rèn)的是，長(zhǎng)征五號(hào)的運(yùn)載能力確實(shí)靠前的。這說(shuō)明今后我國(guó)航天工業(yè)仍然有很大的上升空間，研發(fā)出更強(qiáng)推力的火箭只是時(shí)間問(wèn)題。

　　與西方火箭相比，未來(lái)突破口在哪兒?

　　長(zhǎng)征五號(hào)火箭的研發(fā)是為將來(lái)更大推力的火箭打基礎(chǔ)，比如將長(zhǎng)征五號(hào)火箭的芯一級(jí)作為長(zhǎng)征九號(hào)火箭的助推器使用，可實(shí)現(xiàn) 140 噸近地軌道運(yùn)載能力。這也是今后長(zhǎng)征五號(hào)火箭的衍生產(chǎn)品，但是中國(guó)航天未來(lái)的發(fā)展，仍然是從發(fā)動(dòng)機(jī)著手。比如目前世界比較流行的液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)，這是美國(guó) SpaceX 下一代火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，猛禽火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是可重復(fù)使用的甲烷分級(jí)燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)，是未來(lái)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的方向。

　　液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)在于積碳少、成本低、可重復(fù)使用特點(diǎn)。猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)、BE-4 發(fā)動(dòng)機(jī)都是此類(lèi)動(dòng)力，中國(guó)藍(lán)箭航天的 PNX-1、俄羅斯的 RD-0162 也是如此。

　　液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)的積碳少，這個(gè)特點(diǎn)對(duì)于可重復(fù)使用非常關(guān)鍵，因?yàn)橐貉趺河桶l(fā)動(dòng)機(jī)容易積碳，同時(shí)液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)比液氧液氫發(fā)動(dòng)機(jī)在安全性方面更優(yōu)秀，因?yàn)橐簹洳粌H昂貴，存儲(chǔ)上還費(fèi)勁，需要零下 252 攝氏度環(huán)境，屬于低溫推進(jìn)劑，加注也是個(gè)問(wèn)題。加注過(guò)程需要全面防靜電，容易發(fā)生爆炸。同時(shí)液氧液氫推進(jìn)劑燃燒溫度很高，對(duì)尾噴管的工藝要求也很高。

　　在長(zhǎng)征五號(hào)之后，先利用長(zhǎng)征五號(hào)的優(yōu)勢(shì)，打造出 140 噸運(yùn)載能力的長(zhǎng)征九號(hào)，實(shí)現(xiàn)載人登月，同時(shí)研發(fā)液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)，造出我國(guó)的可重復(fù)使用火箭，有利于搶占國(guó)際商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)。
　　（邯鄲技術(shù)開(kāi)發(fā)）

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