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藍色起源公司的BE-4發動機

　　本文是美空軍副部長（采購）兼空軍服務采購執行官威廉·拉普朗特在2015年3月17日舉行的美國眾議院軍事委員會戰略力量小組委員會“確保可靠的空間進入能力”聽證會上的證詞。威廉·拉普朗特的證詞是關于空軍不再使用俄制RD-180火箭發動機的策略，以及將來不斷增強美制火箭發動機競爭力的計劃。軍用衛星是過去30多年間影響美國作戰能力的關鍵因素之一。“漸進一次性運載火箭”（EELV）是把軍用衛星送入預定軌道使其長期維持美軍作戰優勢的關鍵部分。EELV項目成功發射80次，為美國軍事行動的各個方面提供支持。

拉普朗特稱，美空軍完全支持不再使用俄制RD-180火箭發動機，但　　這需要突破重大技術挑戰才能得以實現。簡單地以一款新型發動機替代RD-180并非是解決問題的答案。從過去數十年研制開發火箭的經驗中可知，火箭發動機及其相應的運載火箭需同步設計。從根本上來講，火箭建造以發動機為基礎，需突破的技術挑戰包括：火箭飛行過程中導致整個運載火箭產生波痕的發動機振蕩；確保火箭結構足以承受上述波痕和熱負荷而不產生裂痕；依據發動機的性能特征，優化燃料儲存和流動；確保高性能發動機燃燒穩定性。

　　更具挑戰性的問題是，在當前供應商提供的最具成本競爭力運載火箭有限的情況下，空軍還需最大限度地提升火箭的競爭力。因此，問題的實質是：美國作為一個國家應如何最有效地使用應對上述挑戰所需的資源。

　　限制性規定

　　鑒于烏克蘭事態的演變，2015財年《國防授權法案》（NDAA）禁止使用俄制RD-180火箭發動機，并進一步要求國防部在2019年之前推出美制火箭推進系統。

      拉普朗特認為，空軍支持盡快停止使用RD-180的決定，但2019年前推出火箭推進系統的要求過于激進。按照之前的經驗，研制一款新型發動機需6～8年時間，且將發動機裝配于火箭還需2年時間。另外，《國防授權法案》中禁止國防部授予或更新使用俄制發動機合同的要求，以及限制火箭發動機的市場競爭法令，再　　加上聯合發射聯盟（ULA）做出淘汰“德爾塔”-4中型運載火箭的最新決定，導致空軍將無法滿足一直以來遵循的確保可靠進入空間的政策要求（空間政策要求為每顆衛星的發射做好兩手準備，即兩家公司提供的兩種發射方案）。

俄制RD-180火箭發動機

　　四步走的轉型戰略

　　空軍正在制定四步走的轉型戰略，以實現兩個或兩個以上美國國內、有商業競爭力的火箭發射供應商完成國家安全空間（NSS）全部發射任務的目標。且2015財年《國防授權法案》增加2.2億美元用于開發新型火箭推進系統，以取代RD-180發動機。

　　第一步是達到火箭推進系統最具挑戰性和風險性的多個方面要求的技術成熟度，并完成風險降低項目。該部分已經起步，2014財年和2015財年資金用于加快美國家航空航天局（NASA）“高級推進器工程展示和風險降低”項目以及空軍研究實驗室的碳氫化合物推進項目。這些項目產生的成熟技術意在加快火箭推進系統的早期研發并降低風險，技術還將與工業界共享。空軍方面將通過第一步減少最急需解決的挑戰帶來的風險，即減少高性能發動機燃燒不穩定性。火箭發動機在美國尚未充分研發，試驗和操作過程中可能爆炸，并摧毀關鍵試驗基礎設施。空軍方面計劃面向廣泛領域發布公告，尋求工業界和學術界支持開發多個軟件工具，為發動機燃燒穩定性建模、改進耐熱涂層和燃料噴射組件。所獲成果也將與工業界最大限度共享。

　　第二步是2015年春季與工業界通過聯合投資戰略，共同制定火箭推進系統方案。啟動該方案將使用2015財年剩余資金。基于開展的市場調研和信息征詢，空軍方面已制定出依賴于未來火箭發動機成熟水平的公私合作戰略。為最大限度地運用到實踐中，聯合投資研發的火箭推進系統，將向所有使用其發射系統的發射服務供應商開放。

　　第三步是空軍利用2016財年資金，投資工業界在第二步戰略中由火箭發動機研發項目所生成的發射方案。目標是推出由美制推進系統驅動的發射系統。第三步的目標是形成兩個或兩個以上滿足NSS需求且可進行商業衛星發射的美國國內、有商業競爭力的發射系統。第二步和第三步研發過程中，空軍將對可應用的火箭推進系統和發射系統進行認證。

　　第四步預計將在2020～2024年間進行，空軍方面將開展全面公開的發射服務競標。中標的公司將先使用現有系統，而后過渡到得到充分認證的新系統。

（來源：防務視點,作者：郭娟娟)