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帖子主题:美俄罕见联手对华 防RD180火箭发动机被偷师

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美俄罕见联手对华 防RD180火箭发动机被偷师

2016年4月9日,国内媒体转载了俄罗斯《消息报》的报道称,俄罗斯航天国家集团公司4月7日宣布,俄罗斯暂时不会向中国提供RD-180火箭发动机,原因是中国不是“导弹及其技术控制制度”成员国。

说起RD-180,那是大名鼎鼎,曾经在1990年代和2013-2014年俄罗斯-乌克兰危机中,两度大出风头。而这次“拒售中国”事件,更是让RD-180三度火热,又一次吸引了人们的目光。

那么,RD-180是一种什么样的发动机?中国为什么要买俄罗斯的火箭发动机?俄罗斯又为什么会拒售这种发动机?我们今天就来聊聊这个话题。

一、RD-180发动机小传

1995年,刚刚解体几年后的苏联,军工企业生意惨淡,一片萧条。液体火箭发动机生产商俄罗斯动力机械科研生产联合体(NPO Energomas),也在朝不保夕的状态中。

适逢美国洛马公司的新型火箭宇宙神-2AR正在为第一级发动机在国际上公开招标选型,动力机械科研生产联合体也参与了投标。其投标的产品,就是我们文章的主角:RD-180液氧-煤油发动机。

不过,当时的RD-180发动机还停留在纸面上,因为它是基于前苏联RD-170发动机的升级改进型号。后者曾在苏联和俄罗斯“能源”和“天顶“运载火箭上作为第一级动力。

是俄罗斯航天动力的镇宅之宝,不会轻易示人。不过,为了挽救垂危的国防核心工业,俄罗斯国防部和航天局于当年10月,居然联合致信洛马,大力推荐RD-180。

洛马当然了解苏联在液体火箭发动机技术领域的深厚实力,经过一番细致深入的考察和评估,1996年1月即确定RD-180中标。由于其改进基础RD-170发动机的基础深厚,RD-180继承了前者70%的零部件,其他30%的改进件也有相当的继承性。

因此研制工作进展神速。1998年,RD-180进行了首次10秒试车,最终地面试车27500秒。RD-180海平面和真空推力分别为3824千牛和4150千牛,比冲分别为311.9秒和338.4秒,干质量5.48吨,推力近400吨,推重比72.16,各项指标相当优异。

2000年5月24日,在投入研制仅40多个月后,RD-180作为第一级动力的宇宙神-3发射成功。RD-18此先后用于洛马的宇宙神-3和宇宙神-5(洛马现役主力运载火箭),到2013年底已经供货70多台。这就是RD-180的第一次风头。

唠到这儿,兵器迷要补充两点:

第一,有网友曾评论,美国人在这个合同中完全是吃俄罗斯的豆腐。这话虽然有些道理,但也不尽然。首先,在资金方面,洛马还是为与俄罗斯共同设计研发RD-180投资了一亿美元。在技术方面,美方的主要工作是帮助改进了涡轮泵。

熟悉航天动力的同学自然知道,涡轮泵是液氧-煤油发动机的动力源泉,其产生的最高压强可达500个大气压,可以把海平面的水打到5000米的高度。燃气发生器和涡轮泵是液氧-煤油发动机至关重要的核心部件。美方的帮助对俄方技术水平的提高也是事实。

第二,俄罗斯何尝不知道这是卖家底,但在当时军工企业濒临崩溃的情况下,RD-180合同带来的10亿美元(1998年,俄罗斯动力机械科研生产联合体与普惠签订了到2018年的20年内提供101台RD-180销售合同,价值10亿美元)。

不但为联合体提供了三分之一的利润,最重要的是到底保住了上千俄罗斯航天动力工程技术人员的基本生活,维持了大型液氧-煤油发动机的研制体系,并从侧面帮助了俄罗斯自有型号RD-191M的研发,也算有得有失吧。

话说RD-180的第二次风头,始发于2013年乌克兰危机,俄罗斯为了反制美欧对俄进行的联合制裁,重新审查了RD-180销售合同,并威胁要禁止出口。美国政府本来就有规定:国外火箭发动机要用于发射美国政府的载荷,需要在4年内实现发动机的国产化。

洛马虽然作为联合研制方,普惠拥有RD-180的知识产权,但因为成本问题一直没有启动这项工作。这次因为俄罗斯的威胁,不得不考虑国产化的问题了。

美国众议院2014年12月最终通过了在2019年前全面摆脱俄制发动机的修正案,由国会拨款2.2亿美元用于研制新的国产发动机,替代RD-180。

但也有专家认为,最终费用会可能超过10亿美元。说到这里,有朋友问,RD-180的第三次风头,肯定是拒售中国事件了。那么,中国为什么要买RD-180呢?

二、关于RD-180拒售中国的探讨

网上有评论认为,“中国已经有自己的液氧-煤油发动机YF100,因此RD-180不会影响中国长征5号的发射”,还有人认为“俄罗斯禁止售卖中国只是生意上的心理战,最终连技术一起卖给中国的可能性较大”。兵器迷认为这些评论是值得商榷的。

第一、 俄方RD-180与中方YF100不是一个级别的发动机,不具有可比性。RD-180是重型液体火箭发动机,而长征五号的YF100则不是。

什么是重型液体火箭发动机?美国1960年代末研制成功的F1液氧煤油发动机推力已达690吨;俄罗斯从1954年成立俄罗斯动力机械科研生产联合体起,就开始研制R7液氧-煤油发动机,1988年已经研制成功真空推力806吨的高压补燃液氧-煤油发动机RD170(后期型号RD171M为846吨)。此方谓之重载。

而中国,直到1990年,才从前苏联引进了2台RD-120高压补燃液氧煤油发动机进行原理研究。至于型号发动机YF-100通过国家正式立项进入工程研制,已经是2000年的事。

即便晚了这些年,我们也来比一比。从推力上说,1998年的RD-180海平面和真空推力分别为3824千牛和4150千牛,而2015年装备长征六号首飞的YF-100,海平面和真空推力分别为1199.19千牛和1339.48千牛,差不多是RD-180的三分之一。

RD-180的海平面推力大约不到400吨,而YF100大约120吨,差不多也是三分之一。因此,RD-180是名副其实的重型液体火箭发动机,而YF-100还不在这个级别上。

长征五号火箭如果发射成功,近地轨道25吨、地球同步转移轨道14吨的发射能力,将基本满足中国近地轨道和常规无人太空探测器的发射需求,是达到国际主流大推力运载火箭的新兵。而RD-180则雄踞重型火箭液氧煤油发动机的业界龙头,这二者之间的差异应当正视。

总之,长征5号采用YF-100是早就确定的配置方案(长征六号和七号也会采用YF100),从正面说,无论是否有RD-180也不会影响长征五号的发射;从反面说,长征五号与RD-180根本就没有关系,中国引进RD-180也不是为了长征五号。

那么中国引进RD-180的目的,究竟是什么呢?

第二、中国引进RD-180的目的在于研制中国的重型液体火箭发动机

根据航天推进技术研究院的规划,中国将开展500吨级液氧-煤油发动机和200吨级液氧-液氢发动机的研制,用于近地轨道运载能力超过100吨的长征九号重型运载火箭,预计2030年首飞。这才是中国真正可以和RD-180、美国F1媲美的的重型液体火箭。

中国重型运载火箭500吨级液氧煤油发动机初步试验成功

美俄罕见联手对华 防RD180火箭发动机被偷师

8月1日,由中国航天科技集团六院负责研制的重型运载火箭500吨级液氧煤油发动机首次燃气发生器-涡轮泵联动试验取得成功,标志着该型发动机研制工作取得首个里程碑式胜利,为后续圆满完成关深阶段研制任务奠定了基础。

中国航天科技集团六院院长谭永华、科技委主任张贵田、副院长栾希亭、总工程师胡旭东等陪同上级领导专家现场指导试车。

此型发动机为我国正在研制的最大推力火箭发动机,对支撑后续空间站建设、载人登月及深空探测具有重要意义。

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      2016/8/2 16:04:18

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      美国60年代就能造F1,现在却要买RD180,咱们2030年才能造类似F1的,这样算来岂不是差距70年?我承认咱们和航天强国有差距,但实在无法想像差距这么大.毕竟前人的经验能够借鉴,毕竟这些70年前的技术总也有些泄露出来, 70年间的工艺,材料又进步了多少,总觉得不是120吨和400吨这两个数字简单能体现出来.

      2016/8/2 16:55:08

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