本報(bào)特約記者　張亦馳　本報(bào)記者　劉揚(yáng)

近日，中國(guó)發(fā)展運(yùn)載能力達(dá)到140噸的重型運(yùn)載火箭的消息在互聯(lián)網(wǎng)上熱傳，引起航天愛好者的廣泛關(guān)注。根據(jù)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者調(diào)查，最新議論源于《深空探測(cè)學(xué)報(bào)》之前刊發(fā)的一篇名為“我國(guó)航天運(yùn)輸系統(tǒng)成就與展望”的論文，由于該論文的撰寫者包括此前不斷呼吁要加快重型火箭研究的龍樂(lè)豪院士，所以廣受矚目。該文對(duì)中國(guó)未來(lái)的運(yùn)載火箭進(jìn)行了展望，透露不少關(guān)鍵信息。有專家認(rèn)為，航天能力的強(qiáng)弱關(guān)鍵在運(yùn)載火箭，而運(yùn)載火箭的關(guān)鍵則在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。

披露中國(guó)未來(lái)運(yùn)載火箭族譜

該文對(duì)中國(guó)運(yùn)載火箭進(jìn)行了回顧和展望，將不斷發(fā)展的長(zhǎng)征1號(hào)到長(zhǎng)征11號(hào)運(yùn)載火箭的長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭分為4代，其中長(zhǎng)征5號(hào)、長(zhǎng)征6號(hào)、長(zhǎng)征7號(hào)和長(zhǎng)征11號(hào)為第四代運(yùn)載火箭。

當(dāng)然，文章最吸引人的地方在于披露了計(jì)劃發(fā)展新型運(yùn)載火箭。首先披露的新一代中型中低軌火箭，也就是長(zhǎng)征8號(hào)運(yùn)載火箭，它是一種兩級(jí)火箭，一級(jí)芯級(jí)狀態(tài)與長(zhǎng)征7號(hào)基本一致，采用兩臺(tái)YF-100發(fā)動(dòng)機(jī)，但捆綁的是2個(gè)2米的120噸級(jí)固體助推器，二子級(jí)采用兩臺(tái)YF-75液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)（也就是長(zhǎng)征3乙運(yùn)載火箭的三級(jí)），近地軌道運(yùn)載能力為7.6噸。另外還會(huì)研制新一代中型高軌道火箭，并同時(shí)推進(jìn)長(zhǎng)征-3D和長(zhǎng)征-3E火箭的更新?lián)Q代，也就是對(duì)其助推器和一二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行“換發(fā)”。

文章首次披露了一種空射運(yùn)載火箭，計(jì)劃利用運(yùn)-20運(yùn)輸機(jī)為載機(jī)，采用內(nèi)裝式箭機(jī)組合方案，發(fā)射周期為12小時(shí)，太陽(yáng)同步軌道的運(yùn)載能力不低于200公斤。此外，文章還披露中國(guó)正在探索可重復(fù)使用航天運(yùn)載系統(tǒng)。

重型運(yùn)載火箭成為關(guān)注焦點(diǎn)

當(dāng)然，文章中最大的看點(diǎn)還是長(zhǎng)征9號(hào)重型運(yùn)載火箭。實(shí)際上，去年年底發(fā)布《2016中國(guó)的航天》白皮書時(shí)，國(guó)家航天局副局長(zhǎng)吳艷華已經(jīng)明確，現(xiàn)在正在啟動(dòng)下一代重型運(yùn)載火箭長(zhǎng)征9號(hào)的研制攻關(guān)，初步計(jì)劃在2030年左右首飛。

這篇論文較為詳細(xì)地介紹了未來(lái)長(zhǎng)征9號(hào)的參數(shù)。文章稱，長(zhǎng)征9號(hào)火箭為三級(jí)半結(jié)構(gòu)，芯級(jí)最大直徑10米級(jí)，近地軌道運(yùn)載能力140噸，地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力66噸。近地軌道運(yùn)載能力已超出美國(guó)登月使用的“土星5號(hào)”運(yùn)載火箭和蘇聯(lián)“能源”號(hào)運(yùn)載火箭。該重型火箭是完成深空探測(cè)、載人登月和登火、空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要支撐。該火箭的三個(gè)構(gòu)型對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)狀態(tài)相同，可模塊化組合，既可捆綁液體助推器，也可捆綁固體助推器。

從該論文的配圖上看，構(gòu)型為長(zhǎng)征-934的火箭（其中3代表3級(jí)，4代表4個(gè)助推器）總共24個(gè)噴管，其中芯級(jí)噴管8個(gè)，每個(gè)助推器上有4個(gè)噴管。根據(jù)其示意圖，其一級(jí)將全部采用液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，二級(jí)和三級(jí)則均使用液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)。

《中國(guó)航天》雜志在去年第5期專訪龍樂(lè)豪的文章中還談到，重型火箭還有一種芯二級(jí)都采用液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)外加四個(gè)大型固體助推器的二級(jí)半方案，目前仍在做關(guān)鍵技術(shù)的深化論證和攻關(guān)。

中國(guó)運(yùn)載火箭研制任重道遠(yuǎn)

這篇文章談及的上述型號(hào)均屬于“計(jì)劃發(fā)展型號(hào)”，是否已經(jīng)立項(xiàng)尚不得而知。不過(guò)從文章談到“要加快推動(dòng)重型運(yùn)載火箭長(zhǎng)征9號(hào)的立項(xiàng)和研制工作”來(lái)看，至少該火箭當(dāng)時(shí)尚未立項(xiàng)。

一名不愿透露姓名的中國(guó)專家對(duì)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者表示，中國(guó)運(yùn)載火箭通過(guò)60年的發(fā)展，在運(yùn)載能力和可靠性等性能上已經(jīng)居于世界第一梯隊(duì)。但國(guó)產(chǎn)運(yùn)載火箭的發(fā)展仍然任重道遠(yuǎn)。相比國(guó)外的運(yùn)載火箭體系，國(guó)產(chǎn)火箭型譜過(guò)多，略顯繁雜。長(zhǎng)征7號(hào)系列和計(jì)劃中的長(zhǎng)征8號(hào)、長(zhǎng)征3號(hào)的換推進(jìn)劑型號(hào)、新一代中型高軌道火箭在技術(shù)和能力上有著比較大的重疊，有的型號(hào)完全可以通過(guò)其他型號(hào)的少許改進(jìn)來(lái)代替。相比之下，國(guó)外運(yùn)載火箭通常通過(guò)一種大推力的芯級(jí)火箭為基礎(chǔ)，通過(guò)搭配各種級(jí)別的助推器，完成跨度非常大的發(fā)射任務(wù)。

另外，在上述新一代運(yùn)載火箭中，除了長(zhǎng)征9號(hào)以外，大多數(shù)是對(duì)現(xiàn)有火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的新的排列組合，從技術(shù)角度看沒(méi)有代的跨越。實(shí)際上，中國(guó)運(yùn)載火箭的研制也在一定程度上存在“心臟病”問(wèn)題。國(guó)產(chǎn)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的問(wèn)題體現(xiàn)在推力小和比沖相對(duì)較低，不僅低于美俄，也低于歐洲和日本。迄今為止，中國(guó)尚沒(méi)有一種采用分級(jí)燃燒循環(huán)的液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)投入使用。長(zhǎng)征5號(hào)雖然實(shí)現(xiàn)了25噸的近地軌道運(yùn)載能力，但僅一級(jí)就使用了10臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，一定程度上降低了可靠性。反觀美國(guó)重型“德爾塔-4”運(yùn)載火箭，只使用3臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)就實(shí)現(xiàn)了比長(zhǎng)征5號(hào)更大的運(yùn)載能力，而且起飛重量更低。美國(guó)的“獵鷹-9”運(yùn)載火箭的一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)也達(dá)到了9臺(tái)，但由于其能夠大范圍調(diào)節(jié)推力，在起飛階段即便壞掉一兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，其他發(fā)動(dòng)機(jī)可以增加推力來(lái)確保發(fā)射的成功。該專家表示，中國(guó)應(yīng)適度將重點(diǎn)向火箭發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域傾斜，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)突破，帶動(dòng)運(yùn)載火箭能力的提升。航天能力的強(qiáng)弱很大程度上取決于火箭，而火箭的關(guān)鍵則在發(fā)動(dòng)機(jī)?！?/p>