编者按：
小编看到一位广东茂名的名叫陈天的网友，撰写的一些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，本着多方兼听的原则，小编决定原滋原味将其分期在本号与朋友们分享学习。
第一节：阿里安五与H2A火箭的芯级低温发动机是追赶航天飞机浪潮的产物。
我们一定要明白：欧洲的阿里安五与日本H2/H2A火箭的研制完全是当年全球航天飞机研制热潮破产之后，欧洲日本使用各自航天飞机工程“烂尾”所留下的大型低温发动机"废物利用"才研制的产物。欧洲/日本当年如果也不去赶"航天飞机的世界源流"，那么今天欧洲的阿里安五与日本的H2A火箭就绝对不会是今天的这般构形。
大家一定要明白，二十世纪80-90年代，不计入早期欧洲人已经为"赫尔墨斯"航天飞机工程先期投入的资金，欧洲人为研制阿里安五火箭前前后后一共投入了70多亿美元的巨额资金。如果按今天的美元汇率计划，这差不已经达150亿美元之巨了，要知道美国NASA从2004年启动星座工程到今天总投入也没有150亿美元。以欧洲工业实力之强大，欧洲人集全欧洲之力，为研制阿里安五火箭的研制就已经花费了如此之大的财力与人力物力投入，而且早期的阿里安五火箭还是使用常温上面级的东西。
如果不是为了不让欧洲人为研制航天飞机工程，投入巨大精力财力所研制的大型火神低温发动机最终不会白白浪费抛弃掉。欧洲人根本就不会仅仅为了"商业卫星发射市场"而投入高达今天150亿美元的天量资金来研制阿里安五火箭。今天阿里安五火箭市场价格一枚不过1.5亿美元,到目前为止发射量还不过50枚,以目前的年发射量,30年后阿里安五的总发射也不过200枚,高达150亿美元的巨额研发费用分摊到每枚火箭头上差不多高达7000万美元.绝对是实打实的赔本卖买.因此,如果单纯从商业角度而言,只有白痴才会研制目前版本的阿里安五火箭来参与国际发射市场的竞争.
如果欧洲不赶航天飞机的“潮”，欧洲佬的阿里安四火箭一样还会使用到今天,最多是苏联解体之后,法国人也学习中国与美国那样一同去俄罗斯“淘金”。也搞回俄罗斯的RD170/RD120,RD180或者NK33之类"现货"来升级下阿里安四火箭搞个"煤油环保版"阿里安四或者引入RD170,RD180生产线来研制构形完全不同于今天使用火神低温发动机的阿里安五火箭。因此， 研制300吨级煤油机是中国载人登月工程必须跨过的坎。如果中国未来载人登月工程将会在何处发生重大拖延与重大阻碍(甚至重大失败)的话,90%都会出现在巨型液氧煤油火箭发动机研制这个关键环节上。苏联当年的H1火箭载人登月工程就是毁在这个环节上。之后几十年,俄罗斯人卧薪尝胆,努力攻关,消耗钱财物力无数,才终于研制出RD171\RD180系列尖端巨型火箭发动机来。
第二节 ：为载人登月工程研制大固推值得支持。
大型液体火箭发动机非常难搞，YF100煤油发动机从二十世纪九十年代开始搞了差不多二十年才有今天的成就，难度之大可想而知。固体发动机则不然，印度也搞得出大型固体发动机，但其液体发动机最先进的水平也只达中国今天已经使用了几十年的YF20肼类发动机的水准。可见搞大型固体助推器的难度要远远小于搞相同推力的液体发动机。
至于原苏联，俄罗斯不搞大型固体助推器的问题，人家在阿波罗时代就搞出了NK33这样的尖端高压补燃液体煤油发动机。在二十世纪八十年代更搞出了RD170这样可以满足未来人类100年使用要求的巨型液体发动机，再搞大型固体助推器的必要性与迫切性根本不存在。而且俄罗斯的白杨系列固体洲际导弹的水平也不错。
因此，我现在觉得未来几年内中国在空间推进技术上能够带给国人意外之喜的重大突破最有可能就发生在大型分段式固体助推器的研制成功上。这么多年来中国政府与社会大众从来不什么关注这方面的东西，但中国的固体弹道导弹实力只使在国际层面影响力也是有目共睹的。相关研究机构与企业今天决定要军转民，为中国的载人登月工程研制1000吨级大固推。或许这方面的研制进展未来几年真的非常值得关注与期待。
当然，今天中国计划搞大型固体助推器有一种“平时不烧香，临时抱佛脚”的心态。否则的话什么也不会在现在才想起要研制大型分段式固体助推器，我记忆中只使是日本也未研制过分段式大型固体助推器。中国的野心与目标志向非常值得研究，500吨与1000吨级的分段式固体助推器当然不会仅仅为发射空间站而研制，因为没有使用固体助推器的长五火箭的LEO运载能力都已经达到25吨了。
而且民用的大直径固体助推器使钢壳就足够了，美国欧洲就是这么搞的。图的就是省钱，本来固体助推器成本就相当昂贵，再使用高性能复合材料壳体，经济上更不合算。至于固体助推器的燃料装药，只要技术成熟又安全稳定就可以了。老实说中国过去十几年搞YF100发动机就耗费了大量的人力，物力与财力才有今天些许成就。而YF77氢氧发动机研制进度更是一推再推，难度之大外界无法想象。因此目前要迅速突破载人登月火箭研制的瓶颈，中国政府相关部门希望能够在大型固体助推器研制领域碰下运气，获得意外的迅速突破的心情可以理解。
可以这么认为，中国决心上马研制500吨级固体助推器是各方利益相互妥协的产物。对于军方而言好处是日后发射重型军事卫星的发射场选择余地更多了，而且持续保持重型固体助推器的生产线运转对于军事上的好处也不言自明。而对于甘萧，山西（乃至四川）地方政府而言，有了500吨固体助推器坐落于这些地区的发射中心的利用价值将进一步稳定下来，在将来一段时间内都不必担心被海南彻底排挤掉。对于海南而言，有了500吨级大固推中国要研制LEO运力达70吨左右的中间运力型火箭用于实施载人登月工程就有了坚实的基础，日后也就抱到了一个大主顾，不必再担心无米下锅。对于二院与及相关固体助推器生产企业而言，这好歹也是一大笔经费，如果研制成功日后饭碗问题就有了保障，洲际导弹总不会无限量地生产下去，提前做好军转民的准备有利无害。
对于六院而言，短期分流了部分研究经费，但只要500吨与1000吨级大固体助推器研制成功，政府决策层上马载人登月工程的可能性大大增加，大河有水小河满。紧紧抱着实施载人登月工程这条大脚六院等液体发动机研制机构日后自然也不愁无米下锅。当然，中国政府感兴趣的是500吨级以上的大型固体助推器，而小型固体助推器由于存在长五的2.25与3.35米液体助推模块，大规模应用的空间已经被封杀。
第三节，全球未来几种中间运型与巨型火箭研制设想。
A， 美国俄罗斯联合版本超级火箭。
利用5台800吨推力RD171M研制芯级，芯级直径12米以上：
800×5＝4000吨
800×5＋1100（航天飞机固体助推器）×2＝6200吨
800％5＋1100×4＝8400吨
800×5＋1100×6＝10600吨
800×5＋1100×8＝12800吨
800×5×3（如德尔塔四火箭那样除主芯级之外，再捆绑2枚12米直径通用芯级助推器模块）＝12000吨
800×5×5（除主芯级之外，再捆绑4枚12米直径通用芯级助推器模块）＝20000吨。
B，单独美国版本
330×5＝1650吨（阿瑞斯主芯级）
330×5＋1100×2＝3850吨（阿瑞斯五型火箭）
330×5＋1100×4=6050吨
330×5＋1100×6＝8250吨
330×5＋1100×8＝10450吨
C，单独俄罗斯版本
RD180版本：
400×5＝2000吨（主芯级）
400×5＋400×2（助推器）＝2800吨
400×5＋400×4＝3600吨
400×5＋400×6＝4400吨
RD171M版本：
800×5＝4000吨
800×5＋800×2＝5600吨
800×5＋800×4＝7200吨
800×5＋800×6＝8800吨
D，欧洲版本
火神二版本
130×5（主芯级）＝650吨
130×5＋600（阿里安五目前的固体助推器）×2＝1850吨
130×5＋600×4＝2950吨
130×5＋600×6＝4250吨
130×5＋600×8＝5250吨
E，日本版本
LE7A版本：
110×5＝550吨（主芯级）
110×5＋300（目前H2A火箭助推器升级）×2＝1150吨
110×5＋300×4＝1750吨
110×5＋300×6＝2350吨
110×5＋300×8＝2950吨
F，中国版本
（1）4芯级YF100版本：
120×4＝480吨（煤油发动机版的长征五号火箭5米直径主芯级方案）
120×4＋120×4（2.35米助推器模块）＝960吨
120×4＋120×2（即3.35米助推器模块）×4＝1440吨
120×4＋120×4（5米直径通用助推器模块）×4＝2400吨（这个版本第一级与助推级总共20台120吨煤油发动机，将会将SPACEX公司的猎鹰火箭杀个片甲不留）
（2）4芯级YF77版本：
50*4+120*2（3点35米助推器）*2=680吨（GTO运力8吨左右）
50*4+120*2（3点35米助推器）*4=1160吨（GTO运力14吨左右）
50*4+120*2（3点35米助推器）*6=1640吨（GTO运力19吨左右）
从上表可以看出，如果目前的中国不再研制一款更大推力的火箭发动机（无论是固体还是液体），要应对即将到来的载人登月浪潮还真的是相当被动无力。现在政府也许觉得在短期内（10年内）在660吨推力的巨型液体煤油发动机研制方面上获得重大突破的希望日渐暗淡，因此决心在大型固体助推器领域碰下运气，以求获得意外的成功。毕竟巨型固体助推器的研制难度要远远小于巨型液体发动机的研制难度。这或许就是现今中国政府出人意料之外透露要搞500吨级固体分段式助推器的原始动机。
第四节，大固体燃料助推器研制成功后能够大幅度扩展中国火箭运力区间。
中国研制500吨级固体助推器的工业基础设施倒是有相当基础了，六院的那个试车台改改下用于试验500吨固体助推器倒是完全有可能的。有了500吨级固体助推器后，无论是海南还是太原，酒泉发射中心的运力区间都能够得到极大的提升，否则的话中国政府也不会突然间对研制起重型固体助推器大感兴趣来。
在长五火箭的基础上有了500吨固体助推器后：
（一）3.35米直径模块（全国发射）：
120*2=240吨（3.35米主芯级）
120*2+120*2（2.25米液体助推器）=480吨
120*2+120*4=720吨
120*2+500（重型固体助推器）*2=1240吨（中国版本的大力神四重型运载火箭，军方对这一型号非常感兴趣）
（二）2芯级YF77氢氧发动机5米直径模块（海南发射）：
50*2+500*2（重型固体助推器数量）=1100吨
50*2+500*4=2100吨（如果研制这一型号，芯级直径还要增大，甚至要用四台YF77研制6。5直径主芯级）
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（三）4芯级YF100煤油发动机5米直径模块（海南发射）：
120*4=480吨（主芯级）
120*4+500*2=1480吨
120*4+500*4=2480吨（中国政府研制500吨固体助推器的目标，可用于实施载人登月工程的火箭型号）
120*4+500*6=3480吨（中国政府的载人登月工程火箭型号）
（四）4芯级YF77氢氧发动机5直径模块（超级版长五火箭）
50*4+500*2=1200吨（GTO运力11吨左右）
50*4+500*4=2200吨（GTO运力18吨左右）
50*4+500*6=3200吨（GTO运力25吨左右）
从以上列表中，我们可以清楚地发现中国政府搞500吨级固体助推器的目标何在。毫无疑问，有了500吨级固体助推器之后，长五系列火箭就完全有足够的能力“敢问月球路在何方”了。
总结
如果要搞美国阿波罗一站式载人登月工程，YF100煤油发动机的确无能为力，但如果将整个载人登月工程划分为两个任务段，即载人环月段与月面着陆段，那么YF100发动机还是能够在载人登月工程中找到重大用处的。其实以YF100的涡轮泵为基础，改走燃气发生器路子，升级到200吨也不是没可能的，而以200吨级发动机为基础，以单独一台发动机研制3.35米直径主芯级火箭模块设计中国版的安加拉火箭，这样内陆的酒泉与太原发射中心的发射能力区间也能够得到极大的提升。军方对这一方案的支持兴趣也会大为提升。以4台200吨级YF100改进型发动机研制6.5米主芯级重型火箭，再配以研制500吨级固体助推器，捆绑4枚或者6枚这种级别的大型助推器，中国要搞个LEO能力达80多吨的登月火箭没有多大的困难。
更重要的是这种看似保守的设想却能更为适合中国的国情。这样做军方没理由过多反对，毕竟大型固体助推器对于建设中国的导弹防御系统相当重要，国家前期在酒泉与太原发射中心的巨大投入也继续能够发挥作用，在台风季度也一样能发射LEO20吨左右的重型载荷。对于六院等科研系统而言，基于YF100发动机的涡轮泵研制燃气发生器的200吨推力升级版发动机，尽管技术投资不大，但无论如何也算是一桌大餐了。而对于二院而言，进行500吨级固体助推器的研制也为自身的生存发展找到了一条新的路子，毕竟导弹的需求是有限度的，可不是香肠那样多多益善，过期还是要消毁的。
而国家在经济投资方面也能得到极大好处，毕竟基于YF100涡轮泵平台研制200吨级推力的燃气发生器煤油发动机（即学习美国基于SSME平台研制RS68的方式）。所需要的经济投资强度远远没有研制300吨级高压补燃煤油发动机那样大。采用月球轨道对接方案后也一样能够持撑起中国的载人登月工程。这也是能够让相关各方都可以接受，“利益均沾，皆大欢喜”的结局。
陈天（高凉陈君）
于广东茂名
2010，2，5
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