
龍樂豪近影


近日,中國新一代大推力120噸液氧煤油火箭發動機點火熱試車再獲成功,預示著中國航天動力的新舊更迭將加快。
運載火箭是目前人類進入太空的最主要工具,它的發展水平是衡量一個國家空間技術水平的重要標杆。我國已經擁有戰功赫赫的長征系列運載火箭,成功發射了神舟系列飛船、嫦娥探測器、天宮一號。我國已成功躋身於航天大國行列,但是距離實現我國航天事業發展更高目標還有很長的路要走,而在前進的征途中,成功研制出運載能力更大的運載火箭無疑是必須跨過的坎。
滿足多樣需求 發展迫在眉睫
在大型火箭研制方面,國家月球探測工程副總設計師、現任中國運載火箭技術研究院運載火箭系列總設計師龍樂豪院士曾用“醒得早,起得晚”形像地描述了我國大型火箭發展處境。他說,我國的火箭運載系數在上世紀90年代中期就達到世界第三位。但是由於種種原因,近10年來,我國的運載火箭技術沒有同步實現更大突破,沒能繼續保持自己的領先優勢。由此可見,適應我國航天事業發展需求,發展大型火箭技術已經迫在眉睫。
目前,中國長征系列運載火箭中,地球同步軌道運載能力最大的是長征三號乙運載火箭,運載量為5噸左右;近地軌道運載能力最大的是長征二號F運載火箭,運載量9噸左右。但這遠遠不能滿足我國航天事業未來發展的需求。我國下一代的東方紅五號通信衛星、未來20噸級長期有人照料的空間站、返回式月球探測器、深空探測器、超重型應用衛星,以及未來月球探測工程等,均需要使用運載量更大的火箭進行發射。龍樂豪院士認為:“新一代運載火箭將大幅提升我國進入空間的能力。”中國工程院院士、神舟飛船首任總設計師戚發軔也認為大型火箭的研制十分有必要:“如果沒有這個運載火箭,我們國家的載人第三步不能實現,探月第二步也不能實現。從探月以後的發展,從載人的發展來看,中國需要一個具有較大運載能力的火箭。”
依靠自主研制 實現技術突破
自大型運載火箭基本型正式批復立項後,中國科學家即進入工程方案設計階段,並對各種設備進行研制。在技術攻關中,發動機,這個被喻為大火箭“心髒”的研制顯得尤為重要。上世紀90年代末以來,中國著手研制120噸級液氧煤油發動機和50噸級液氧氫發動機。目前,中國已掌握大型補燃循環液氧煤油發動機和液氧氫發動機一系列重大關鍵技術,並成為繼俄羅斯之後第二個完全掌握液氧煤油高壓補燃循環液體火箭發動機核心技術的國家。
人們不禁好奇,與中國現有運載火箭相比,未來的大型運載火箭有何特點呢?龍樂豪在《我國一次性運載火箭的發展展望》一文中指出,我國新一代運載火箭遵循“一個系列、兩種發動機、三個模塊”的總體思路,采用模塊化組合方式。“‘長征五號’將采用液氫液氧和液氧煤油推進劑,該推進劑無毒無污染高可靠。”中國空間技術研究院研究員龐之浩在接受筆者專訪時介紹說,據悉“長征五號”近地軌道運載能力最大將達到25噸、地球同步轉移軌道運載能力最大將達到14噸。“長征六號”為新型快速發射運載火箭,具備700千米高度太陽同步軌道不小於1噸的運載能力。中國科學院院士、火箭彈道設計專家、中國運載火箭技術研究院總體設計部研究員余夢倫談到,“長征七號”具備近地軌道13.5噸,700千米太陽同步軌道5.5噸運載能力。
優化長征系列 增強運載能力
相比中國起步晚,歐美國家在上世紀90年代初提出大型運載火箭構想之後就著手研制新一代運載火箭。目前,美國已推出了“德爾塔-4”和“宇宙神”兩個新型運載火箭系列,歐洲研制了“阿麗亞娜”運載火箭並持續提高其運載能力,俄羅斯正在研制安加拉火箭系列。當前,世界各航天大國原有運載火箭的更新換代正在分階段、有步驟地開展。
中國航天專家指出,目前,世界新一代運載火箭以氫氧發動機或液氧煤油發動機作為主動力;並且,為了增強運載火箭的任務適應性,各國積極發展上面級技術,形成擁有各種運載能力、能執行多種任務的運載火箭系列;在由主流運載火箭完成主要進入空間任務的同時,也積極發展針對特殊應用的運載火箭。而我國長征運載火箭仍然屬於“家族式”系列,每個運載型號的發展都源於特定的需求,型號技術狀態差別較大,也還存在運載能力重疊的現像。
但是,中國大型運載火箭取得的突破也不容小覷。航天科技集團六院院長譚永華表示,中國正在研制的長征五號運載火箭的水平與歐洲研制的阿麗亞娜5型火箭水平相當,甚至一定程度上功能更強。