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[原创]追求LEO任务一级半入轨方案绝对是长征五号火箭研制项目的致命陷阱

追求LEO任务一级半入轨方案绝对是长征五号火箭研制项目的致命陷阱
有感于昨天长征三号乙/远征上面级火箭发射北斗导航卫星再次获得成功,高凉陈君坚信任何以为“长征五号火箭采用了“一级半”入轨方案、因此发射安全可靠性大大提升的说辞”都是一个美好的致命错误。
目前版本的长征五号火箭设计方案绝对就是被“追求一级半入LEO轨道”的初衷带入了深沟之中。
事实上现代火箭的“级间段分离技术”早就已经高度成熟,而且火箭发动机的空中点火技术也同样高度成熟。近十几年来全球因为火箭“级间段分离故障与火箭发动机的空中点火故障”而导致火箭发射失败的事件已经极其罕见。
这也是当前的长征三号乙/远征上面级火箭尽管实际上是“四级半”才完成发射飞行任务,但也安全可靠性极高的最重要原因。
与之相反,氢氧发动机的高可靠性长程持续工作时间(460秒以上)的突破难度绝对是“火箭级间段分离技术与火箭发动机空中点火技术”难度的10倍都不止。
氢氧发动机要高可靠性地实现持续工作460秒以上的能力,不仅需要国家具有强大深厚的基础工业能力,而且生产制造的经济成本代价也极其高昂。象美国重量仅仅两、三百公斤的RL10上面级氢氧发动机的市场价格就要远远超过重达两、三吨的RS68主芯级巨型氢氧发动机的市场价格。
事实上在全球范围内,火箭氢氧发动机都是“论台卖”的,而不是“论公斤卖”的。
高凉陈君做了一份全球走阿里安五路线的火箭低温主芯级发动机持续工作的时间列表。

具体数据如下:

A,长征五号火箭 YF77发动机的持续工作时间为 460秒。

B,美国航天飞机SSME发动机的持续工作时间为 520秒。

C,阿里安五 ECA火箭的火神 2发动机的持续工作时间为 650秒。

D,苏联暴风雪航天飞机 RD0120发动机的持续工作时间的 488秒。

E,欧洲初始版阿里安五火箭的火神 1发动机的持续工作时间为 500秒。

F,日本 H2A火箭的 LE7A发动机的持续工作时间为 390秒。

H,日本 H2B火箭的 LE7A发动机的持续工作时间为 352秒。

现在最让人感叹的事实就是,普通人们总是以为美国的 SSME发动机能够成功持续工作 520秒,欧洲的火神 1发动机能够成功持续工作 500秒、火神 2发动机能够持续工作 650秒与原苏联的 RD0120发动机能够成功持续工作 488秒,那么中国的 YF77氢氧发动机也“理应”很容易就实现持续成功工作 460秒的设计目标。

而今天长征五号遥 2火箭以自己的实际发射失败直接回答了“不能、也极其不容易”。按目前的研制发展态势分析, YF77氢氧发动机要想成功突破“可持续稳定工作 460秒”的初始设计目标,难度要比解决“火箭级间段分离技术与发动机空中点火技术”要艰难 10倍都远远不止。

当初论证长征五号火箭设计方案的科学家们显然根本就没有想到“一级半”的技术方案反而才是一个真正“深不见底”的大坑。

长征五号火箭的研制历程,就充分显示了历史事件发展的滑稽性。当初为了躲避路面上的一个显然易见的“小水坑”,最后却导致了滑入了路边草丛掩盖下的一个“无底深渊”。
事实上历史留给当前版本的长征五号火箭技术方案的时间已经不多。
当年原苏联的 N1登月火箭“ 4 4败”,然后就没有“然后”了, N1火箭整个研制项目都被彻底砍掉了。
而日本当年的 H2火箭“ 8 2败(还有 1枚已经生产完成的 H2火箭也决定抛弃不再使用)”,最后不得不彻底推倒重来。
如果未来的那 6 7枚长征五号火箭,那怕再仅仅发射失败 1枚,整个长征五号火箭方案彻底推倒重来的命运决择就绝对不可回避。
坦率而言,现在的长征五号火箭真的再也经不起失败了。
高凉陈君认为学习下日本人研制 H2B火箭的技术路径,将长征五号主芯级的 YF77氢氧发动机的持续工作时间大幅度缩短为 350秒左右(具体数据以专家们的专业论证为准),再改进为使用“二级半”构型通杀 LEO SSO GTO LTO的所有发射任务,并不存在任何不可接受的理由。
否则的话,再顽固坚持当前长征五号火箭的“一级半”进入 LEO轨道的设计方案(即 YF77氢氧发动机必须持续工作 460秒才能够完成飞行任务),长征五号火箭的未来命运绝对前途难测。
陈天(高凉陈君)

2018 9 20

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