比较中美3000吨级运载火箭

momomo1997

比较中美3000吨级运载火箭
2014-01-21 腾讯军事（文/杜松涛）



专业军事评论，解码环球军情，讲武堂今日关注中美3000吨级运载火箭计划。1月15日，美国公布了正在研制中的SLS超重型运载火箭的新一批三维模拟图片，SLS计划于2017年首次发射。中国在去年底也初步透露了用于载人登月的长征九号火箭计划。对比两者，我们能有什么发现呢？



1月15日，美国国家航空航天局（NASA）发布了一组正在研制中的"太空发射系统"（Space Launch System，SLS）的最新三维模拟图片，引起媒体的广泛关注。

所谓"太空发射系统"就是一种发射重量在3000吨左右的超重型运载火箭，用于发射"多用途载人飞船"（MPCV），可把宇航员送进深空开展小行星、月球和火星探测任务。MPCV是此前 "猎户座" 飞船的改良版，重约23吨，可搭载4名宇航员执行为期21天的深空探测任务。SLS火箭的首次发射暂定在2017年，届时它将发射一艘无人MPCV飞船进行绕月飞行。

SLS火箭是自土星5退役后，人类建造最大型的运载火箭，它将为人类今后登陆火星铺路。而就在去年底，中国发射了嫦娥3号月球探测器，中国的元老级航天专家也趁机向媒体披露了同样为3000吨级、用于载人登月的长征九号运载火箭。尽管长征九号还未有正式立项，国内争议也颇多，但可以预见，未来的太空竞争将在中美两国间展开。那么，对比SLS和长征九号，从中可以发现些什么？

我们先看美国的SLS火箭，提起SLS就必须回顾小布什时代雄心勃勃的 "星座计划"，星座计划以 "重返月球" 为口号，也有一款3000吨级的 "战神5" 超重型运载火箭。当时美国深陷金融危机，奥巴马在2010年停止了耗资巨大的 "星座计划"，"战神" 未出山即夭折。但奥巴马此举遭到美国参议院的激烈反对，出于维持美国太空领先地位的考虑，美国参议院很快在NASA 2011财年授权法案中加入研制一款3000吨级运载火箭的要求，取代 "星座计划" 中的战神1和战神5火箭，这就是今天我们看到的SLS火箭。SLS火箭的终极货运版性能指标、乃至结构与战神5极为相似，美国人实际是在争论中浪费了2、3年时间。

现在媒体报道SLS时，都强调它将超过土星5号，成为人类历史上最大的运载火箭。但实际上，SLS是一款模块化、系列化的火箭，按计划要到2032年的第13次发射时，SLS才会达到全状态，低轨运载能力130吨，从而超过土星5号的119吨。也就是说若不出意外，从1967年至2032年，土星5号将保持人类运载能力最强火箭的桂冠长达65年之久！土星5号作为当年美苏太空争霸的产物，所有一切按需供给、不惜工本；而现在SLS追求的则是尽可能经济，大部分技术继承于现有的航天飞机、土星5、德尔塔火箭。采用成熟技术的另一好处是，一旦作出决定，研制进度非常快，从2011年到2017年，美国人计划只用6年时间去推出SLS火箭。



不严谨地说，SLS火箭大致可分为载人、货运两个版本，均为二级半运载火箭。SLS火箭载人版的第一级直径为8.4米，安装有3台原用于航天飞机的RS-25D氢氧发动机。RS-25D一款上世纪70年代研制的可复用氢氧发动机，但直至今天它仍是综合性能最好的氢氧发动机之一，其质量只有约3.5吨，地面推力189.6吨、真空推力232.4吨，推重比约66，具有高达452.3秒的真空比冲，也是现役比冲最高的大推力发动机。NASA计划在航天飞机退役留下的RS-25D库存用完后，一级发动机将改用RS-25D的一次性版本RS-25E，进一步降低费用。

由于氢氧发动机出力不足，SLS火箭载人版在第一级捆绑了2具5段式可复用固体火箭助推器（RSRM-V），这也是源于航天飞机的4段式固体火箭助推器。RSRM-V的推力达到了惊人的1630吨，是世界上推力最大的火箭发动机。

SLS火箭载人版的第二级则来自德尔塔火箭，装有1台RL-10B2氢氧发动机，单台最大推力约100吨。

这样，SLS火箭载人版全长97.5米，起飞重量2495吨，起飞推力达到3810吨，近地轨道运载能力为70吨。其第一级采用3台RS-25D/E氢氧发动机，助推器为2台RSRM-V，第二级采用1台RL-10B2氢氧发动机，全部仅6台发动机，极为简洁。

SLS火箭的货运版的改变是，第一级发动机增加至5台RS-25E，第二级直径加大至与第一级相同的8.4米，采用1至3台J-2X氢氧发动机。J-2X发动机源自土星五号火箭使用的J-2氢氧发动机，其真空推力达到了133吨，将是推力最大的上面级发动机，几乎相当于我国未来长征五号火箭第一级所用的YF-77氢氧发动机的2倍。SLS火箭货运版全长增加至117米，起飞重量增加至2948吨，最大低轨运载能力提高至130吨，完成对土星5的超越。






可以说，SLS火箭是利用成熟技术达到全新高度的典范。相比起来，中国长征九号就完全是另外一种状态了。按照目前公开的一些 "蛛丝马迹"，长征九号也是一款二级半火箭，一级直径8米，捆绑4具3.35米助推器，采用的发动机都是一款最大推力450-500吨级的液氧煤油发动机，性能比长征五号的YF-100发动机有大飞跃。长征九号一级安装4台，助推器安装1台，起飞推力达到3600-4000吨，与美国SLS火箭货运版差不多。长征九号第二级采用的也是全新的200吨级液氧煤油发动机，推力也是长征五号的YF-77的4倍。

也就是说，中国要造长征九号，必须先研制出上述规划中的大推力发动机。从某种意义上说，中美的超重型运载火箭之路完全相反，美国是利用成熟技术、按照尽可能经济的原则在短时间内 "攒" 出一款新火箭。但中国需要完全全新研制，所谓 "雄关慢慢从头越"，通过研制长征九号可以推动国产大推力火箭发动机技术的发展。

现在长征五号还未进行首次发射，长征九号未来即便得以立项，研制时间正常来说也得花上十多年时间。美国SLS火箭首次发射计划在2017年，而长征九号最快应该也要到2030年之后了，这也正体现了中美航天技术的差距。

全新研发、加上科研体系的效率，可以肯定，研制长征九号的实际成本必然会比美国在SLS火箭上的花费更高。但正如上述，长征九号项目可以推动国产大推力火箭发动机技术的发展，回过头降低长征五号等商用发射的成本。是否上马载人登月项目、是否研制长征九号火箭，就请大家发表看法了。

最后还是要提一提，NASA屡屡公布新太空项目的3D模拟图片，这些精美、充满科技张力的图片争取了公众支持，甚至获得外国媒体的广泛转载、称颂，实现了一种 "软实力" 输出。而我国的长征九号规划则需要国内媒体、航天爱好者们的各种挖掘、询问，连猜带蒙。无论长征九号是否立项，今时今日，这种态度是不行的。

Narhhy

very good info

mastertim

momomo1997 發表於 2014-1-23 01:03
比较中美3000吨级运载火箭
2014-01-21 腾讯军事（文/杜松涛）

中美差距頗大

oldishman

美國前些年搞的星座計劃中使用的戰神-5型運載火箭是迄今最強的運載火箭之一，起飛品質達到3700噸級，第一級使用6台並聯RS-68B氫氧機，第二級使用J-2X，起飛推力遠超4000噸級，近地軌道的運載能力超過120噸，是登月的主力平臺。美國國家航空航太局的未來太空發射系統將是美國未來本土的重型運載火箭，在起飛品質上要低於土星五號火箭，但是其推重比很高，近地軌道的運載能力也可以超過120噸級，雖然其首次環月飛行時將不會配置如此高的推力組合，主要要是由RS-25D與德爾塔4型的上面級配合，近地軌道運載能力不超過100噸級，而近地軌道運載能力為120噸級以上的型號會出現的比較晚一些，同樣使用了改進型的RS-25系列與J-2改進型上面級。在大推力運載火箭研製上，美國和蘇俄全部包攬了所有的重型運載火箭以及推力驚人的液氧煤油發動機和氫氧機。
據中國廣播網近日報導，中國運載火箭技術研究院黨委書記梁小虹透露中國長征五號運載火箭大約2014後首飛，而運載能力上百噸的重型運載火箭也進入可行性論證階段。長征五號火箭的首飛節點屬於老調重彈，而新的重型火箭以其強大的性能指標，重新激起了航太愛好者對長征運載火箭發展的熱情。
根據梁小虹書記的說法，新型重型火箭將使用8米直徑的芯級和3.35米直徑的助推器，芯一級和助推器總計8台發動機。他還提到“3000噸起飛”的說法，對於這句過於省略的文字，中國廣播網的編輯認為指代火箭的起飛推力，不過根據中國火箭總體技術水準和曾發表的百噸級運力重型火箭的方案，這個3000噸更有可能是指火箭的起飛品質。官方在公開媒體上首次宣佈研製具有百噸級地球低軌道運載能力的重型火箭，重型火箭媲美美國土星五號登月火箭的運力，讓航太愛好者們激動萬分。

yestive

其實中國還是發展中, 所以慢慢來就可以了. 不要為了美國而破壞了自己的腳步

Cwchuk

祝各位新年好運！
萬事如意！
世界和平！

1f1

it is not easy to catch up with American.
but Chinese are doing a good job.


恭喜發財!!今日開工祝大家馬年大吉大利!! 事事順利!! 生意興隆!!

haha521

其實這兩型火箭的命運取決於兩國的經濟狀況，就目前經濟形勢看，兩邊都不樂觀

rocketeer

重新開發俄羅斯的N-1火箭？