金木棉在线娱乐:兵韬志略|美国航天发射对俄难说不,替代产品研发任重道远

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澎湃新闻特约撰稿 方晓志

2017-10-22 07:39 来源:澎湃新闻

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热点新闻:据《华尔街日报》报道,近日美国防部宣布,将继续向联合发射联盟公司(ULA)购买安装俄罗斯RD-180发动机的“宇宙神”-5火箭,直至2024或2025年。报道称,由于美国自身研制和应用国产发动机需要的时间超出预期,在2028年前可能一直需要从俄罗斯购买火箭发动机。
点评:美国和俄罗斯都是航天大国,都具有雄厚的航天技术实力。随着近些年美俄综合国力差距不断拉大,美国在航天领域很多方面都已经超过了俄罗斯,成为了当之无愧的头号航天强国。但作为航天发射的关键部件,美国在火箭发动机上却长期依赖俄罗斯,作为其主力运载火箭之一的“宇宙神-5”使用俄制RD-180发动机已是公开的秘密。
近年来,出于国家安全考虑,美国国内研制RD-180发动机替代品的呼声迅速高涨,寻找RD-180替代方案成为美国当前的一个紧迫事项。但由于种种因素限制,美国在短期内还是很难摆脱对RD-180发动机的依赖,替代产品的研发仍任重而道远。
美俄国际合作的典范
俄罗斯是世界老牌航天强国。苏联解体后,虽然俄经济实力遭到沉重打击,制约了航天技术的发展,但依靠其雄厚的技术积累,在包括运载火箭、卫星、飞船等领域依然能与美国抗衡。
RD-180火箭发动机属于俄罗斯几大高技术产品之一,是由俄罗斯动力机械科研生产联合体生产制造的一款双燃烧室、双喷嘴的火箭发动机。该发动机由RD-170系列衍生而来,并继承了RD-171的富氧预燃室设计,采用共享涡轮泵,推进剂为液氧和煤油,使用高压分级燃烧循环,使发动机效率更高,真空推力超过400吨、比冲3052米/秒,性能非常卓越。无论是推力、重量,还是可靠性,该发动机均优于美欧的同类产品,是大推力火箭发动机的首选,也是目前世界上同级别产品中最优秀的一种。
美国“德尔塔-4”运载火箭。其实,即使俄罗斯切断RD-180火箭发动机的供货,美国也并非无计可施,其“德尔塔-4”运载火箭可马上使用,SpaceX公司的技术实力更不容小觑,只是成本会高得多。
尽管美国为替代RD-180发动机采取了多项举措,但无论是从研发时间还是产品质量方面来说,都存在诸多不利因素。日前,由美国航天专家组成的一个委员会对在不使用RD-180发动机条件下的美国火箭发射情况进行了展望。结果发现,要研制出可替换RD-180型发动机的产品最少需要5年甚至更多的时间,而美国目前RD-180火箭发动机的储备量仅能满足两年的火箭发射需求,因此存在一个近三年的发射缺口。这三年的缺口将对美国的敏感领域,特别是军事卫星通信和导弹防御体系造成严重后果,并进一步影响其中长期太空计划。
此外,由于美国目前的新型火箭发动机产品都还在研制或试验阶段,性能上都需进一步论证,离真正替代RD-180还有一段距离。例如,BE-4发动机采用了液氧/甲烷推进剂,这需要重新设计宇宙神-5火箭的一子级结构,而ATK公司提出的固体发动机方案,也需要把一子级原有的单发动机结构改为双发动机结构,其全箭环境适应性对一些用户的卫星也将是一种挑战。此外,无论是BE-4还是AR-1,其单机推力都小于RD-180发动机,控制系统也需同步更新。因此,至少在可预见的未来,美国将难以摆脱对RD-180发动机的依赖,替代产品的研发任重而道远。
兵韬志略是由国防科技大学国际关系学院外军研究中心副主任方晓志为澎湃防务栏目开设的个人专栏,盘点一周重大防务事件,评点信息背后暗藏的玄机,剥茧抽丝、拂尘见金,每周一期,不见不散
责任编辑:杨一帆澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
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