300吨级煤油发动机完全可以用于升级长征五号火箭

300吨级煤油发动机完全可以用于升级长征五号火箭

中国政府最终批准研制的下一代煤油发动机,到底是300吨,330吨还是360吨,其具体推力数据还存在很大的变动空间.但300多吨推力的煤油发动机与3.35米芯级配套还是完全可以的,具体的例子就是参考美国宇宙神五搞个3.35米芯级的"中国版宇宙神"火箭.而俄罗斯的天顶火箭,由于俄罗斯缺乏美国半人马座那样先进的上面级火箭,结果天顶RD170芯级的强大推力并没有发挥出足够的威力.如果俄罗斯能够研制出先进低温上面级,天顶火箭也可以改进为宇宙神五火箭那样的两级构形,通杀LEO与GTO发射任务.

前苏联低温上面级技术的落后是制约天顶火箭能力发挥的最重大问题.走宇宙神五的路子,减去RD120第二级,而天顶芯级一级长度大幅度延长以装载更多的燃料,这样芯一级的RD170工作时间可以大幅度延长,以充分发挥RD170的使用潜能;如果俄罗斯能这样改进,天顶芯级直径不变,配上低温上面级之后,天顶GTO运载能力完全能达到8吨左右,而且改为两级构形之后可靠性也会更高.与俄罗斯不同,中国是具有长时间使用低温上面级技术的国家.因此中国300吨煤油机研制成功之后,大幅度延长长七火箭芯一级长度(当然,芯级太长铁路运输有新问题),再改进长三乙上面级的技术,适当延长其工作时间,搞一款芯级3.35米版的中国版宇宙神五火箭在技术上是完全可能的.

如果深入分析宇宙神五构形,这种芯一级使用大型发动机,配上先进低温上面级火箭后仅仅两级便能直接发射GTO载荷的火箭,在结构上比阿里安五与H2A火箭也更简单可靠.技术先进性也更强,美国的半人马座低温上面级的技术也远在欧洲,日本与中国目前使用的低温上面级火箭之上.显然,研制宇宙神五,德尔塔四这种构形火箭,对芯级发动机与低温上面级发动机均提出更高的技术要求.目前地球上也只有美国才能够玩得转.俄罗斯,欧洲,日本都没有这一能力,由其是俄罗斯由于低温上面级火箭技术落后,大大制约了目前天顶与未来安加拉火箭强大芯级发动机能力的发挥.因此,如果未来中国300吨煤油机研制成功,抢在俄罗斯之前研制出中国版宇宙神五火箭将具有另一番特别的意义.

而目前中国研制中的长五火箭实际上是一种"半截子"火箭;当年美国人就有计划"截取"土星五火箭的第二级再配上民兵导弹的固体燃料助推器而研制一种推力"中等"的中间运力火箭.但由于土星五第二级就使用了5台100吨推力的J2低温发动机,再捆绑上数量不同的民兵固体燃料助推器,这种火箭一旦生产出来,LEO运载能力也要比目前构形最相象,但只使用了2台LE7A低温发动机的日本H2B火箭大一倍以上,LEO运力什么也有30,40吨.这个东东在进入航天飞机时代之后也没有了下文.

因此,中国如果能够研制成功300吨新煤油发动机,使用4台或者5台300吨煤油发动机研制一个直径7至8米的新主芯级,再将目前研制中的长征五号火箭直接往上"一套",一个中国缩水版的MINI土星五或者"中国版MINISTS火箭"就研制成功了.捆绑上数量不同的助推器,配上7米整流罩之后,这个东东LEO运载能力什么也有70,80吨了.当然,这个中国版MINI土星五火箭外形相当不"美观".比长三乙更难看.主芯级直径7米至8米,芯二级芯三级直径5米,而最后又顶个7米甚至8米整流罩.外观就与目前长三乙非常相似了.但由于LEO70,80吨,GTO20,30吨的载荷不进行载人登月工程,一年能有一两次就非常了不起了.这种"急就章"的廉价版中间运力火箭倒是非常合适中国这样国情的国家的.

什么说也算是在国家日常空间活动中"现成储备"了一款中间运型火箭的生产能力.不进行载人登月工程也一样能够养得活.

当然,研制成功300吨煤油机之后,使用4台或者5台300吨煤油发动机研制的新火箭芯级直径具体是多少还同样存在很大的变数.但可以确定的是绝对不会有9米直径那样大.如果要充分考虑与目前长五火箭的5米低温主芯级"匹配"来"组装"MINI版土星五火箭用于载人登月工程,其直径将局限于6.5米到7.5米之间.因为如果主芯级直径过大,要与目前版本长五火箭5米芯级搭配时,级间过渡段的气动问题将不好解决.与之相反,由于技术的进步,整流罩的直径却可以做得很大,整流罩直径完全可以达7米左右,比阿波罗时代的土星五与N1火箭的整流罩直径还要大得多.用于载人登月工程或者发射大体积重型通信卫星,深空探测器完全没有问题.

从目前六院透出计划研制300吨新煤油发动机的信息来分析.政治领导层也许真的就有"简单拼撵下",充分利用长五的现成发动机甚至箭体来"组装"一款"低成本"中间运力型火箭来进行下载人登月工程的意思.具体这一思路如何走,只要再过两三年随着具体外露信息的越来越多就可以具体得知了.因为只使是研制300多吨的煤油机,以目前中国航天工程的投资力量也要十年时间才能够研制成功.现在开始着手研制,到适合载人登月火箭的研制成功,时间什么也到2025年左右了.也倒是非常合适中国的国情与政治运作规律的.否则的话,空间站工程一完,后面的政治领导人就没好意思再在北京航天指挥中心露面了.

陈天（高凉陈君）

于广东茂名

2014，4，17