研制大型氢氧发动机需要强大的国力来支撑

研制大型氢氧发动机需要强大的国力来支撑
参考阿里安5火箭1994年发生氧泵爆炸事故，但2年后就执行首飞的案例。

而长征5号遥4火箭YF77发动机的氧泵轴系出现裂缝事故是今年4月左右才发现的，乐观点1年半时间就足够解决故障，因此最迟2020年冬天前后长征5号执行复飞任务还是可以保证的。

但如果要彻底重新研制YF77的氧泵的话，欧洲的火神2当年就搞了7年时间，美国的SSME发动机当年也被氧泵问题卡了长达3年时间之久。

至于长征5号遥2火箭YF77的涡轮排气装置事故就只是低级别事故了，其的严重程度远远无法同遥4火箭YF77的氧泵轴系裂缝相同并论。

简单而言，从目前所透露出来的有限信息来分析，导致长征五号遥2发射失败的事故显然就是低级别事故，而长征五号遥4火箭的YF77发动机在地面校准试车时发现的氧泵轴系裂缝事故却是实打实的高级别事故。

尽管这两次事故发生的地方都与涡轮有关，但氧泵涡轮轴系出现裂缝的事故显然要比区区涡轮排气装置在复杂热力环境下失效的事故要严重太多了。

当然，由于长征五号火箭现在还处于逐步摸清可靠性澡盆底部的初始阶段，经过长征五号遥2发射失败后的大折腾，只要YF77发动机的氢泵、氧泵与燃烧室这三大核心部件的可靠性从此成功稳定下来。

那怕以后还出现发射失败的重大事故，其故障的级别都要轻微得多了。

例如当年日本的H2A火箭就曾经发生过助推器分离失败的低级别事故，解决故障之后H2A火箭就连续发射成功到今天。

高凉陈君认为长征五号遥4火箭所发生的YF77氧泵轴系裂缝事故现在基本可以认定为长征五号可靠性澡盆曲线的最底部了，长征五号火箭以后应该很难再会出现如此严重的高级别重大事故。

由于钛合金在纯氧环境下佷容易就会起火燃烧，因此氢氧发动机的氧泵轴系与涡轮盘现在都只能使用镍基高温合金来生产(如因康镍718合金)。

而氢泵却可以直接使用钛合金来生产。

问题是镍基高温合金的强度要比钛合金相差很多。

因此象火神1、火神2与SSME的氢泵的转速都要比氧泵的转速高太多，但研制的过程反而要比氧泵还要顺利得多。

现在可以明确的事实就是中国YF77、欧洲火神1与美国的SSME这三大氢氧发动机的研制都在氧泵的故障问题上吃了大亏。

美、欧、中在大型氢氧发动机的氧泵研制上都依次出现过重大故障，高凉陈君认为这背后应该有某些深层次的共性原因在发挥着影响作用。

长征五号火箭与世界同级别火箭研制关键数据的综合统计列表。

第一，研制资金投资列表。

从公开资料上我们就可以大体得知这些数据：
1，美国航天飞机研发成本55亿美元（尼克松1972年1月5日批准）。

另外根据互联网搜索到的零散数据分析，美国航天飞机研制工程到1980年为止，已经花费超过100亿美元。

而根据《美国航天飞机》一文的数据，航天飞机的总研制成本为124点
43亿美元（历年研制经费总计算，未经折算，内包括头4次试飞的成本资金）。

2，苏联能源—暴风雪工程200亿卢布（当年卢布汇率比美元还贵，还值钱。

折价为美元时则高达230亿美元以上）。

3，欧洲阿里安五研发总成本70亿美元（仅火神发动机研制，1988年批复的10年期投资成本就达7点7亿美元，根据《火神发动机研制进展顺利》一文）。

欧洲阿里安五中期改进成本20亿美元（核心就是研制芬奇低温上面级）。

4，美国仅仅研制战神一火箭J2X低温上面级发动机，初始合同NASA授予洛克达因的投资就达12亿美元。

5，日本的H2、LE7、H2A、LE7A的研发成本在网络还无法找到。

但据早期文件，H2火箭总研制成本不足20亿美元。

6，J2氢氧发动机研制成本17亿美元（1995年币值，来自《美国新型号运载火箭发动机研制进展》一文）。

7，SSME氢氧发动机研制成本25亿美元（1995年币值，来自《美国新型号运载火箭发动机研制进展》一文）。

8，美国研制RS68氢氧发动机总投资接近10亿美元（2000年前后的美元汇率）。

9，美国NASA让洛克达因公司为SLS火箭研制“一次性”版本的RS25氢氧发动机的总投资成本就高达11亿美元。

第二，全球主力火箭发动机的地面试车时间列表。

现在总结下与YF77同级别的发动机地面试车时间，由高到低：
1，美国F1发动机累计试车时间250000秒（根据罗宇红的《F1A发动机和SSME展望》一文）；
2，前苏联RD0120累计试车时间170000秒（国际会议文件）；
3，前苏联的RD120煤油发动机累积试车时间139186秒（来自于《冰箭：关于液氧煤油发动机你应该知道的那些事》一文）。

4，美国SSME发动机累计试车时间110000秒（英文维基）；
5，中国YF115煤油发动机累计试车时间（到2018年11月为止，六院宣传公布）100000秒。

6，欧洲火神1 氢氧发发动机（计划）累计试车时间90000秒（来自孙国庆《火神（HM60）氢氧机研制进展》一文。

7，前苏联RD170发动机累计试车时间69000秒（国际会议文件）；
8，欧洲火神2发动机（报告规划）累计试车时间53000秒（ESA文件与《火神2发动机研制进展》一文，作者王拴虎，来自于京11所）；
9，中国YF100试车累计时间（到2013年止，累计试车40000秒）
10，中国YF77累计试车时间37000秒（到长征五号首飞之前，长五副总设计师王维彬言）；
11，美国J2S（未实际进行太空飞行）累计试车时间30000秒（英文维基）；
12，美国的RS68累计试车时间18945秒；
13，日本LE7试车时间（数据来自超大“纸飞机”网友）15600秒。

14，日本LE7A试车时间（数据来自超大“纸飞机”网友）4300秒。

（于2013年第一次整理，2018年12月第二次整理，2019年1月第三次整理，2019年4月第四次整理）。

长征五号火箭的研制到底“卡”在那里，其实就是“卡”在这幅列表里。

作为“首发”的全新研制氢氧发动机，中国YF77发动机的地面试车累积时间没有达到10万秒的程度，这是什么也说不过去的事情。

全球火箭发动机地面长程试车考核时间列表。

总结，研制大型氢氧发动机需要强大的国力来支持。

单纯拿法国主导下欧洲当年研制的火神1氢氧发动机来举例分析，当年火神1发动机规划时的研制预算开支就高达10 亿美元。

而法国同时代（1987年11月24日切割钢板、1994年下水）研制的戴高乐号核动力航空母舰，其的总造价也才不过20亿美元而已。

欧洲人当年仅仅火神1一款大型氢氧发动机的开发资金成本就高达半艘戴高乐核动力航空母舰的造价，人类大型氢氧发动机的庞大研制成本代价一进行“横向的对比”，就真的非常让人震撼了。

因此，高凉陈君认为参考欧洲人当年研制火神1氢氧发动机的庞大资金成本投入，今天的中国要完全研制成功YF77氢氧发动机，最后所花费掉的资金成本就绝对不会少于一艘辽宁级常规大型航空母舰的生产成本。

陈天（高凉陈君）
2019年7月29日。