编者按:
小编看到一位广东茂名的名叫陈天的网友,撰写的一系列关于中国载人登月的运载火箭/发动机选择/飞行模式方面的文章,言辞灼灼,颇有深意。中国的载人登月工程注定是举世瞩目的战略性科技工程,必将引起海内外众多专家学者及爱好者的关注和思考,本着不论对错、多方兼听的原则,小编决定原滋原味地将其分期在本号与朋友们分享学习。每个人的认识都有局限,不同人的更多视角加在一起,才会带来认识的丰富、全面、和准确。
第一节:研制330吨煤油发动机要比660吨煤油发动机容易上马立项。
如果基于330吨补燃发动机涡轮泵足以搞出F1级别的400多吨的巨型燃气发生器煤油机,那么660吨高压补燃气煤油机的研制设想完全就不必要存在了。在官场混了这么多年,可以说所有的行政官员与政治领导层都有“少花钱,多办事”,满脑子“多,快,好,省”的理想通病。对于载人登月工程,只要330吨高压补燃煤油机项目上马与研制成功,政治领导人有99.9999%的理由绝对不会再容许中国的航天部门再研制一款推力相差不远的660吨高压补燃煤油机了。原因就是要使用4台660吨发动机完成的发射任务,改为使用8台330吨发动机就能够同样完成任务,那么仅仅为了减少4台发动机的使用数量,却要国家不得不再投入巨量资金重新研制一款巨型发动机,有可能吗?!
与之相反,如果330吨高压补燃发动机最终研制失败,那么基于330吨补燃发动机的研制技术基础与涡轮泵平台改而研制一款400吨级的燃气发生器煤油机的机会与可能性反而要大得多。因为美国的F1发动机已经早几十年就搞成功了,中国要做的就是依样画葫芦,再“画”一个“缩水版的F1煤油发动机”就了事,没多少任何不可预见的技术风险。不就是以二十一世纪的技术“复制”一个中国缩水版的土星五的F1发动机吗?!再搞不成功中国航天企业就无面见人了。
中国要搞“缩水版”的400吨级F1发动机,搞得成功是必须的,搞不成功可要打屁股。而政治领导人反倒能够放手让航天部门上马研制。越是深入分析探讨,我就越来越有理由坚信未来中国载人登月火箭的高压补燃煤油发动机推力区间必须定位于300多吨(事实到低是300吨,330吨还是360吨仅仅是一个“技术问题”)的设想是完全正确的。
当然,问题的关键是330吨的高压补燃煤油机与660吨高压补燃煤油机两个发动机研制项目绝对不可能“共存”,有了330吨就没有660吨发动机研制的必要,有了660吨的也没有再研制330吨级的必要。中国绝对不是俄罗斯,有了RD170还会研制RD180与RD191。重复建设是空间事业的大罪,为什么就不能够在项目开工之前就做好充足的规划工作以减少未来不必要重复建设的浪费?!这也是我这么多年来为什么坚决支持中国下一代煤油发动机要搞就搞300多吨级的核心原因。
而且我也一直认为,美国土星五火箭的F1与J2发动机同时被放弃掉也一样是不可原谅的重大失误。“现货”都眼看保不住了,却还想着遥远的“期货”根本就是一种重大思想错误。阿波罗时代的F1与J2,无论是那一个最终能够保留下来,并持续维持生产线运转到今天都可以为美国人再次走向深空节省几十亿美元的巨额投资。因此今天中国在再做阿波罗时代同样的事时,我们就必须从一开始规划时就想尽各种办法,推演各种可能遇上的风险与做好应对预案,无论如何都要来长久“保住”中国的F1(330吨高压补燃煤油机)与J2(YF77)的命脉?!
如果中国单纯要搞LEO运力25吨与GTO运力14吨的火箭,根本就不必要搞YF77。使用YF100走长二捆的路线即可实现此目标。但国家却不惜花了那么多钱,宁让长五火箭进度拖延这么久还坚决持续研制YF77,这就说明了在YF77低温发动机上寄托了国家太多的期望,这个东东就是为登月而生的。
由于长五的YF77发动机绝对无法抛弃不用,死保YF77的持续生存发展是“政治任务”。研制登月火箭没有巨型低温上面级绝对不行,如果土星五使用常温上面级,GTO与月球轨道运载能力起码要下降40%左右。因此沿着“死保YF77”这一思路考虑,未来中国载人登月火箭芯级发动机推力区间的规划就必须受到目前长征五火箭芯级直径的制约。即只使载人登月工程不能够按时上马,新煤油发动机也至少能够与目前版本的长五火箭芯级相匹配使用而不是白白浪费掉,更绝对不能是“互为竞争关系”。
因此如果未来上马的是660吨级高压补燃煤油机,“硬”是要用来研制5米直径的巨型煤油助推器来“匹配”目前版本的长五芯级并非不是不可以,但运力区间的调节就远远没有330吨级煤油机那么容易与宽广了。这就会让未来维持660吨级补燃发动机生产线持续运转的成本导常高昂,产生巨大的经济压力,成为国家沉重的负担。
而且仅仅在研制阶段,660吨煤油机所面临的技术挑战也更为巨大,所要投入的研制资金也更为高昂;技术与资金存在的巨大压力就会让为上马研制660吨补燃煤油发动机带来政治上太多的“不可预知风险”。这些不利因素从现在开始就能够预见到,因此单纯从政治策略上分析,我也觉得六院现在已经退一步提出330吨方案之后根本就不必要再“捆绑”提出进一步再研制660吨补燃发动机的想法了。与之相反,改而“捆绑”提出“日后如有必要”,还可以基于330吨高压补燃发动机平台研制一款“低成本”的400多吨燃气发生器煤油发动机反而更能打动政治领导人的心。
第二节:研制资金能够持续保障是330吨煤油机能够研制成功的核心关键
关于未来中国的大型煤油机到底是330吨好还是660吨推力好,这基本就是一个公说公有理,婆说婆有理的问题。而最终起决定性作用的只有“钱”一个字。
想当年NASA大局长格里芬评论为什么不选择EELV的德尔塔四H火箭作为星座飞船的发射平台时。他说“EELV已经完成了它们的任务,而新任务(即星座工程)需要新火箭”。说白了格里芬大人就差没有赤裸裸说出“我说EELV不行就是不行,行也不行”。
NASA当然有大量的顶级技术人员,但局长说EELV不行就是不行,什么“技术可行性论证”全敌不过局长一句话。问题是钱并不是无限供给的,在美国经济下行周期上台的奥巴马总统立即就砍了战神一火箭项目,并撒换了NASA局长,格里芬也一样无话可说,无力回天。
说来说去还是一个“钱”字问题,没钱NASA局长改用德尔塔四H来发射星座飞船的试验版今天美国也没一个人能够阻止。波音公司的“商业飞船”基于宇宙神五火箭来发射也再没有那一个人出来说“EELV的安全性不行了”。没有钱就要降低标准,马死落地行,吃块臭豆腐就算过年,这在全世界也是没办法的事。
说到中国,是上马330吨发动机还是660吨发动机,关键就是国家能够持续投入多少钱的事。如果有100亿美元预算,上马660吨发动机无须担心任何问题。但如果只能够投入30多亿美元,上马330吨高压补燃煤油发动机项目就更为可行了。如果国家仅仅能够投入30多亿美元,航天部门却硬是要上马660吨煤油发动机项目,搞了一半后,由于“种种原因”由于后续无钱投资不得不中途下马,问题就大件事了,你让未来的中国人如何按时登陆月球?!
而330吨发动机搞成功,并联4台或者5台发动机研制7米直径的新火箭芯级,再捆绑多几枚助推器搞载人登月火箭也一样能够成功。就涉及到如何准确评估投资预算可行性的问题,这已经不是我们局外人所能够做的事情了,我们所能够做的就是将这些可能的风险全部放置于“阳光之下”,让后人来深入研究与分析而已。如果330吨高压煤油机在研制上遇上无法攻克的技术难关,项目不得不中途下马,六院还可以基于330吨补燃煤油发动机的基础搞一款研制难度更底的400多吨级的燃气发生器煤油机来应付中国未来的载人登月火箭的研制而不是“颗粒无归”。毕竟美国早几十年就搞出了600多吨的燃气发生器的F1发动机了。但330吨级大单室高压补燃煤油发动机全球还没有那一个国家研制过。中国可是第一个先行者,搞不成功可以原谅。
因此基于风险评估的原则,高凉陈君认为六院在坚持上马330吨高压补燃机的前提下,必须再做好“两手抓的准备”,如果高压补燃机搞崩了,搞砸了,无法研制成功了,那么就转而基于330吨高压补燃发动机研制的涡轮泵之类技术基础,再研制400多吨级的燃气发生器煤油发动机,即有一个“备份方案”作为应对失败的万全之策。如此而已。如果能够搞成功研制出330吨补燃煤油发动机,400吨级的燃气发生器煤油机自然就没有再研制的必要了。
第三节,研制大固体助推器并不与研制330吨煤油发动机发生冲突
即使是330吨高压补燃煤机的研制周期也起码要10年时间。330吨补燃煤油机研制成功之后再搞660吨补燃机这只是六院自己的想法而已。这种设想在中国获得政治领导层通过的可能性完全为零,因为这根本就是不懂政治的表现。否则921中国搞的早就是航天飞机了。当然,330吨高压补燃煤油机搞成功,能够装火箭飞行,时间什么都要到2025年之后了。
想当年上马长五火箭,谁也想不到那个YF77低温发动机会“卡壳”得那么久;而这个330吨高压补燃煤油机日后再拖延进度5年,6年也完全是有可能的。但只要中国的330吨煤油机能够按时立项上马,中国的载人登月工程就真正有奔头了,进入实质运作阶段了,其它的东西就由它们远去吧。这就是历史,美国的星座工程也一样一波三折,从2004到2014星座飞船试飞,也跌跌撞撞将要走上十年,这也是没法子的事。
中国搞330吨巨型煤油机的同时又要搞500吨甚至1000吨大固体燃料助推器只是两条脚走路的问题。由于可能用于研制主芯级的YF100与YF77的推力有限,只使并联5台YF100研制主芯级,总推力也只有600多吨,再捆绑上4枚700吨级大固体燃料助推器(阿里安五,大力神四H级别),LEO运力也只有60多吨的规模,用于实施载人绕月工程无压力。但采用月球轨道对接方案,要用于发射登月舱到月球轨道与月球版神舟载人飞船对接再来进行中国的登月工程,运力水平还是极为勉强的。要知道阿波罗时代美国人的登月舱水平也是极为原始的,在月球表面停留的时间也极为有限。因此我认为要发射中国版登月舱就必须要LEO运力至少80吨以上的火箭,这样中国的登月舱才能够做得比美国的鹰号登月舱更大一些,让宇航员在月面持续停留的时间也才能更长一些,停留时间至少要达到4,5天以上,否则一旦登月舱出现故障,挽救的回旋余地就太小了。
今天已经不再是冷战时代,蛮干既不必要也不再能够受到社会大众的容许,阿波罗时代的原始登月舱已经无法适合今天的世界了。
综上所述,无论中国是否研制500吨还是1000吨级大固体燃料助推器,对于六院上马研制330吨煤油机并不能够构成竞争关系,330吨级煤油发动机对于中国载人登月级火箭的研制是不可缺泛的(而200吨低温发动机倒是没有非研制不可的压力)。当然,如果中国不实行载人登月工程,别说330吨煤油发动机,就算是500吨固体燃料助推器与YF77的研制都是多余的。有YF100煤油发动机在手,中国要研制LEO运力40吨的火箭没有任何压力。
因此,中国将要实行载人登月工程已经是司马昭之心,路人皆知。什么500吨级固体燃料助推器,330吨级煤油发动机与YF77低温发动机。这些东西的研制都是冲着载人登月工程而去的,当这些东西准备得七七八八之后,国家再正式宣布实施载人登月工程就万事俱备只欠东风了。事实上美国人也是知道这一点的。因此美国的载人绕月工程已经定于2017年实施了。而只要SLS火箭与星座载人飞船研制成功,美国人想搞载人登陆月球只要再研制一个新登月舱就完事了。不要认为奥巴马能够彻底取消得了星座工程,他能够砍掉的只有战神一火箭而已,SLS也只不过是战神五的新名字,要搞的东西一点也不曾停滞,要来的始终还是要来的。因为美国也要“保就业”,登月事小,失业事大,美国总统也没有办法。
只要星座飞船搞成功(没任何理由搞不成功),今天(2013年)到2020年的时间还长着呢,只要SLS再按时搞成功,未来美国新总统再宣布新登月工程也是顺理成章的。因为只要星座飞船与SLS火箭搞成功了,美国人再上马进行载人登月所要花费的钱就要少很多了。而不要再花太多的钱就可以成功在望的工程,政治领导人们可是最喜欢搞的了,因为政绩可以手到拿来。
因此,从2015年到2025年之间,美国与中国在新载人登月竞赛之中什么都会有一番明争暗斗的。尤其是时间节点到了2017年之后就会越来越明朗,越来越精彩的。因为那时中国的无人绕落回探月工程已经差不多搞完了,而无论是500吨,1000吨级大固体助推器还是330吨煤油发动机,都会有一个项目的研制进度会完全明朗化,到时中国基于长五超级版火箭与神舟飞船平台上马中国的载人绕月工程也就水到渠成了。而美国的载人绕月工程也一样已经能够开始执行了。只要中美各自的载人绕月工程获得成功,登月竞赛余下的项目就是拼谁的登月舱研制进度更快了。奥巴马现在说要探索的是小行星,但到时形势逼人,只要国会与白宫新主人大手一挥,先拿下月球再说,有星座飞船与SLS火箭在手的NASA将目标转而对准月球也一样水到渠成。到时好好看戏就是了。
陈天(高凉陈君)
于广东茂名
2013年11月23日
编后语
相信很多朋友都想知道这位高凉陈君是谁?不急、不急,请允许小编买个关子,后续慢慢告诉你。关于高凉陈君本篇的认识,你有什么看法呢?在页底右下角给我们留个言聊聊吧?

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