同时上马220吨氢氧发动机与660吨煤油发动机来研制中国登月火箭的方案绝对行不通
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同时上马220吨氢氧发动机与660吨煤油发动机来研制中国登月火箭的方案绝对行不通
第一节,220吨氢氧机与660吨煤油机研制计划注定会将中国的载人登月工程带入沟中
未来15年内,全球最在可能新研制成功的大型火箭发动机极大可能就只有美国的J2X 与中国的300多吨新煤油发动机而已.欧洲的250吨低温巨型发动机研制成功的可能绝对没有。当初我一听到航天界提出未来中国要研制登月级火箭就"必须"要同时研制200吨低温发动机与650吨煤油发动机.我第一感觉就是中国航天界开始向政府"漫天要价"了.
深入分析了全球大型火箭工程的研制历程与资金投入回顾之后.如果中国为了登月工程非要同时研制200吨低温发动机与650吨煤油机,以今天的汇率统计,没有200亿美元绝对没有研制成功的任何可能。仅仅巨型火箭的研制就要花这么多钱,登月飞船的研制,发射场的建设什么的也同样要100多亿美元,这样总投入400亿美元什么也少不了。而以2025年为时间节点,从现在开始每年就要投入30多亿美元为载人登月工程做准备.对国家其它经济建设项目的挤压就将立即显现.从国情出发,这种阿波罗式全国总动员性质的载人登月工程在现在的中国根本就没有上马立项的任何可能.要知道NASA一年的预算也不过190亿美元,美国人也没有这么阔!更何况中国?!
因此,我们只要从经济学角度稍加分析下龙乐豪院士的载人登月巨型火箭研制方案,就知道这不过是投石问路而已.巨型火箭发动机的研制难度绝是那么容易的?!参考土星五的F1与能源的RD170,单单试车烧掉的燃料就非常可观了。只使中国土星五级别巨型火箭研制成功,结果也仅仅是为了到月球上去散下步而已,未来50年内也没有现成的工业链与商业产业链来支持这一整套巨型火箭体系的可持续发展与长期运行。这样做只使是超级大国美国也要负担上沉重的经济压力,而更远非今天的中国可以承担得起的.
中国如果要同时上马220吨氢氧发动机与660吨煤油发动机这两款巨型发动机来研制登月级火箭,参考欧洲研制阿里安五火箭的投资力度。二十世纪90年代70亿美元,按今天汇率计算150亿美元,再在150亿基础上*2就是300亿美元.经济压力不是一般的大。对于这一方案设想,细细想来龙乐豪院士自己也根本没有信心这一方案在政治层面有任何通过的可能.
因此,现在六院已经抛出了330吨煤油发动机替补方案.但只使这一已经经过"妥协还价"的330吨级煤油机方案.我认为没有30多亿美元的投入,10年时间内能够搞成功的可能性也是相当的低。参考战神一火箭研制方案的最终破产,那个J2X低温上面级火箭研制进度的拖延绝对是最核心的原因;如果战神一火箭J2X上面级在奥巴马总统上台前就已经能够上发射台试验飞行了,生米煮成熟饭,奥巴马总统也没有太多理由与必要砍掉它,只使砍了也能够"复活",如猎户座飞船那样就复活(只使战神一火箭不取消,今天NASA的J2X才刚完成500秒长期试验,等到能够用于实际飞行还不知道要再花多少钱,还要再等多长的时间).
第二节,长五火箭的精华在于YF77低温发动机.
YF77氢氧发动机能够最终搞成功,并产业化,就将会对中国的工业基础(机械材料与制造工艺)产生重大推进作用了。如在挖掘机方面,中国高性能泵就与美国,日本差距极大,否则川崎重工,CAT,小松,日立的东西就不会在中国这么吃香了。在轿车涡轮增压器领域,霍尼韦尔,盖瑞特们这样牛与美国材料工业的先进是分不开的。中国YF77发动机产业化成功也必然会带来中国高性能材料上的新突破与产业化。事实上欧洲当年就借助火神低温发动机的研制成功与后继持续升级推动了相关产业的进步,尽管火神发动机以法国为主研制,但德国,瑞典工业界出力也不小。
研制巨型火箭发动机难在于材料与工艺,这对工业基础的要求非常之大.如果中国的钢铁,铝业之类基础工业不行,六院设计水平再高也生产不出合格的发动机。因此研制巨型发动机的巨额投入直接用于发动机本身生产上的钱是小头,花在于钢铁等等整体材料研制与生产线,生产工艺方面升级方面的钱才是大头。如某些管材火箭发动机生产每年只需要几百公斤,但却要相关企业升级一个特种高炉与整个生产线,这个投资要多大就没有谱了.但这也是巨型火箭发动机研制能够促进整体工业基础进步的核心原因。
但核心关键是中国整体工业的进步需要多方面的共同协力推进,如航空母舰研制等。单纯上马220吨氢氧发动机与660吨煤油机远远没有上马航空母舰工程那样在政治领导层里更有说服力与紧迫感。因此在目前的环境下,中国巨型火箭发动机的研制只能够想法子去搭乘航空母舰研制工程的“便车”,而无法再做开路先锋了。
当然,如果没有搞载人登月工程的野望,长五火箭连YF77低温发动机也不会研制的.原始版本的长五火箭构想就没有YF77发动机的任何信息,而120吨煤油发动机的研制信息出现的时间可就要早得多了。只不过当初上马YF77发动机时,专家与政治领导层都没想到这个东东会这么难搞。而事实上决定日本LE7A与中国YF77差距的根源,极大程度上在于神户制钢所,新日铁与住友金属之类基础工业部门而不在于六院11所。基础工业与材料部门功底不行,六院们也很为难。
这在挖掘机领域表现得极为明显。一条挖掘机的日本进口轴从深圳买来时要价5000多元,而当废铁卖出不过三四十元,中间差价达100多倍。这些就是"知识的价值"。但业主们就是宁可出更多的钱也要使用日本原装进口部件而不使用国产的部件。原因是挖掘机一旦开始进场施工,在赶工程赶进度时一天最长时间连续开工20小时都是常有的事,而日本进口轴的高可靠性优势这时就显现出来了;这就是基础工业差距带来的大问题.
因此,YF77发动机一旦展开研制是非要啃下来不可的。当年欧洲日本在攻坚火神与LE7时都吃了不少亏,但好歹最终搞成功了;与大氢氧发动机研制的极度艰难相比,阿里安五与H2火箭的大固体燃料助推器的研制却非常顺利。
以目前长五的研制进度与YF77低温发动机持续攻坚的情况分析.参考目前的汇率状况,拿下长五火箭工程中央政府总投入什么也要达100亿美元以上。好在今天国家比较有钱,在国力上升期能够啃下YF77大型低温发动机也算是让中国空间工业部门好好地补上了错失航天飞机时代所缺下的课。
说到这里,我对当年的前苏联与美国都是抱有巨大的敬意。美国自不必说,他一向是低温发动机的全球老大。但回想起苏联帝国当年却同时搞了RD170与RD0120,而且最终都居