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中國長五發射剛失敗，一大波質疑就襲來了，真相到底是什么？

點擊：3456  作者：庫叔    來源：微察  發布時間:2017-07-05 11:36:50

 

            7月2日19時23分，我國在中國文昌航天發射場組織實施長征五號遙二火箭飛行任務，火箭飛行出現異常，發射任務失利。后續將組織專家對故障原因進行調查分析。

原本，這次發射若成功意味著長征五號運載火箭工程研制圓滿收官，進入正式應用階段，同時也是我國在今年下半年探月三期嫦娥五號月球探測器發射前，對“胖五”火箭的最后一次實戰演練。

然而，始料未及的發射失利仿佛打亂了原來的節奏，也讓很多人瞬間被驚到了，畢竟，火箭發射失利這種事情在中國確實少見，很多人不禁會問，這次的發射失利究竟意味著什么？

既然是科學實驗，當然就有失敗的可能。

如果我們對長征五號所進行的積極改進和大膽探索做一番了解，就會明白，技術改進當然會使失敗率上升，發射失利固然是憾事一件，但在某種意義上也完全是在預料之中，所以沒什么值得大驚小怪。

1沖天

從1970年長征一號運載火箭發射至今，長征系列顯然成了一個“大家族”，實現了從常溫推進到低溫推進、從串聯到捆綁、從一箭單星到一箭多星，運載能力覆蓋高、中、低各種軌道，能夠滿足不同載荷的發射要求。

（圖片來源于網絡）

長征系列運載火箭在長征五號誕生之前共實施了237次發射，發射成功率高達97%左右。而國際上，從1957年到2015年，全球共發射5400多次，平均發射成功率是91.5%。這樣來看，長征系列火箭一直表現都很棒，也讓我們自然而然形成一種錯覺：但凡長征火箭發射，必定是成功的。

但這樣的成功是建立在火箭運力較小、型號較老基礎之上的。

受我國鐵路運輸的限制，“胖五”之前的火箭最大直徑僅為3.35米，我國長征系列運載火箭地球同步轉移軌道運載能力最大僅能達到5噸級，與12噸級的國際主流水平運載能力相比差距大，制約了我國空間技術發展。

 “當時的載人航天工程尚處在論證階段，按我國當時火箭的運載能力，無法滿足未來空間站建設的需求。”航天科技集團一院長征五號運載火箭總指揮王玨說，國內重大工程的發展需要成為中國研制大型運載火箭的直接驅動。

20世紀80年代末，隨著人類探索宇宙的不斷深入，世界主要航天強國紛紛推出了新一代大型運載火箭，比如美國的德爾塔4和宇宙神5、歐洲的阿里安5，這些火箭多采用了5米左右大直徑，少級數，運載能力全面超越我國當時的火箭。

各國發展新一代火箭的目的很明確：一是通過清潔推進劑的改進實現環保，二是提高運載能力，提升進入空間能力和商業競爭力。

內有重大工程的需要，外有各國的發展趨勢，打造一枚“大塊頭”的火箭顯得十分迫切：

——1986年，在國家863計劃支持下，我國開始了論證研制新一代運載火箭；

——1995年，我國開展新一代運載火箭方案論證以及液氧煤油與氫氧兩種大推力火箭發動機關鍵技術研究；

——2000年，120噸級液氧煤油發動機立項研制；

——2001年，50噸級液氫液氧發動機立項研制；

——2006年，國務院正式批準新一代運載火箭基本型長征五號立項研制。

歷經了反復論證，十年磨礪，上萬航天人參與，各類試驗和測試，有的要做上幾百遍甚至上千遍，2016年11月，長征五號運載火箭橫空出世，一飛沖天，果然是“十年磨一劍”。

（圖片來源于網絡）

2  難度

哪怕不算前20年的研制期，僅僅是立項后的礪“箭”，“胖五”就花了10年時間。按說在新一代成員里，“老大哥”“胖五”是最先啟動研制的，但是卻比長征六號和長征七號這些更晚誕生，足見其難度之大、風險之高。

（圖片來源于網絡）

長征五號的“難”主要是因為有這么幾只“攔路虎”：

——整體技術。要實現運載火箭能力的跨越式發展，整體就必須采用全新的技術。相比以往新火箭研發中30％左右的新技術比例，長征五號可以說是另起爐灶，全箭采用了247項核心關鍵新技術，全箭新研產品比例達90％以上。

 “這么高的新技術比例意味著研制工作量增大，研制難度增大，也意味著研制風險增大。”長征五號火箭總設計師李東說。

——“心臟”。運載火箭與飛機汽車一樣，發動機是它的“心臟”。為了把更重的載荷送到更高更遠的地方，火箭不僅需要最好的發動機，而且一支多級火箭需要不同類型的發動機。

新一代火箭首先要解決大推力問題，之前我國單臺發動機推力最大的只有75噸，遠遠滿足不了長征五號的需求。

長征五號采用了新一代無毒無污染的氫氧和液氧煤油發動機組合方式，8臺全新研制的120噸液氧煤油發動機被裝配在四個助推器上，兩臺50噸、兩臺9噸的全新研制的氫氧發動機分別裝配在一級和二級火箭上。在研制過程中，擺在研制人員面前最大的難題就是如何攻克大推力液氧煤油發動機技術，而這個技術以前也只有俄羅斯掌握。

一些外國專家甚至認為，即使我們能設計出來，但以我們現有的材料和工藝水平，也不可能制造出來。但是中國航天人愣是進行了夜以繼日的攻關，中間更是經歷了四次發動機試車失敗，甚至目睹過幾秒鐘內發動機就燒毀殆盡的慘狀，但他們還是挺過來了，幾十種新材料、一百多種新工藝被一一攻克。真可謂“一斤推力一寸金，十萬馬力十萬人！”中國于是成為繼俄羅斯之后第二個全面掌握液氧煤油高壓補燃發動機技術的國家。

幾款運載火箭發動機的性能指標（圖片來源：觀察者網）

——大結構。把火箭做大，把箭體直徑從3.35米變為5米，并不是簡簡單單放大。要加工制造5米的箭體結構，需要基礎機械加工、貯箱焊接、鉚接等所有工裝的巨大飛躍，有很多技術難題需要克服。

大結構還給地面試驗帶來新要求，以前的機床、試驗的工位、廠房都已無法滿足長征五號的大結構需求，因此長征五號的研制也帶動了新的助推器分離試驗、整流罩分離試驗、靜力試驗等技術的提升。

長征五號起飛推力達到現役最大規模運載火箭的1.5倍以上，火箭各結構部段受力情況復雜。特別是要解決針對火箭助推器與芯級傳力問題，單臺助推器不僅要承擔近200噸的芯級自重，還需在不足0．1平方米的接觸面上承受300余噸的偏置集中力載荷，方案設計難度為我國運載火箭研制史上之最。

……

把如此多的技術創新匯集到長征五號身上，看上去是有些冒險的。人們都知道，研制運載火箭是個大系統工程，任何一個小毛病都有可能導致發射失敗，給航天事業造成打擊。

中國航天人卻敢于設立新目標，并且有能力駕馭研發路上各種困難和復雜性的階段，他們造就了一個強大的機制，就像一個超級流水線一樣可以把種種夢想奇跡般地變成現實。

3  鼎立

長征五號火箭是中國進入三強集團的入場券，從今以后，世界航天世界一分為三。

在航天領域歐洲對美國的依賴十分明顯，英國脫歐后，歐洲更難自成體系，它們的技術路線也與美國比較一致，歐美只能算作一家，另二家分別是俄羅斯和中國。

在運載火箭技術上，歐美的強項是液氫液氧發動機技術和火箭的整體集成技術，軟擋是液氧煤油發動機技術，美國的重型運載火箭至今還要依靠進口俄羅斯的RD-180發動機。沒有大推力的液氧煤油發動機，嚴重地制約了歐美研發重型和超重型運載火箭方面的進展，也使歐美的航天運載發射的成本太高。當然，也有人認為，歐美研制出新一代液氧煤油發動機并無多大問題，只是從成本考慮才買俄羅斯的。

俄羅斯在大推力液氧煤油發動機上一枝獨秀，液氫液氧發動機技術略輸歐美，但是俄羅斯在火箭整體綜合技術上嚴重落后。客觀地說，俄羅斯一直在吃蘇聯時期的老本，目前的經濟總量不足，長遠來看，俄羅斯要保持其航天科技領域的優勢有很多的困難。

中國無疑是三強俱樂部中的小弟，液氧煤油發動機不如俄羅斯，而液氫液氧發動機又不如歐美，但是這兩種發動機技術中國都有，而且火箭的整體綜合技術能力一點不輸歐美，中國運載火箭的發射成功率一直穩居榜首。總之中國的運載火箭技術比較全面平衡，中國雖然不是尖子生，但也不是偏科生，是從農村中出來的努力上進的好學生，班上最后成功的很可能就是他。

各國重型運載火箭主要性能比較（來源：觀察者網）

有了長征五號后，中國在空間站的建設上就有了得力的運載工具，但從長遠來看，可能對中國的登月工程的意義更為重大。

事實上，歐盟空間組織提出建立國際月球村的設想是非常具有戰略眼光的。人類必須首先征服月球，在月球上逐步地適應與我們的母體——地球非常不同的生存環境并長期生活下去，然后方能在月球上構筑前進基地，這是向深空發展的唯一正確的途徑。如果我們連自已最近的鄰居都搞不定，奢談火星探索究竟又有多少意義？

更重要的是月球上有十分重要的資源——水冰（Water ice），它們電解后正好是火箭發動機最需要的氫、氧燃料。由于月球表面的引力只有地球的六分之一，所以依托月球補充燃料后，火箭可以把更重的載荷運送到更遠的星空，月球就是人類邁向深空最好的跳板。

在月球上建立能源礦產資源基地，也可促進國民經濟的發展，建立月球基地的科學意義和軍事價值更不需贅述。2004年1月，時任美國總統小布什宣布了星座計劃（Constellation program），該計劃的重要一環是重返月球。可惜這個極有遠見的計劃的實施一直不順利，后來奧巴馬總統上臺后重返月球計劃干脆被一刀砍掉。

可能命中注定，人類征服月球的重任將降于中華民族的肩上，而長征五號的誕生讓我們看到了希望的曙光。長征五號不僅可以合格地完成探月第三期工程，完成月面巡視勘察與采樣返回，而且完全有能力開展月球基地建設的大量前期工作。

長征五號雖是重型運載火箭，但運載能力大約僅為超重型的美國土星五號載人登月火箭的五分之一。讓長征五號擔當中國的載人登月計劃會有一定的困難，但也不是完全不可能。近期一系列的科研探索表明，可以把環月接應指揮艙和登月艙分別使用兩支以上重型火箭發射到繞地軌道上，然后在軌重新裝配后送往月球實施載人登月和返回。而長征五號和它的變型可能是完成實施這種接力計劃的最佳候選者。“從技術上講，中國航天具備了開展載人登月的基本能力。”長征五號首飛成功為中國載人航天工程總設計師周建平的這句話作出了最好的注解。

由于空間站技術的進步和積累，可能載人登月無需再依靠土星五號這種超重型火箭，不應再走美國阿波羅計劃的老路，長征五號在建立月球基地的宏偉事業中一定是大有作為的。但是長征五號不能也不會包打天下，在月球基地建設和登陸火星工程中超重型運載火箭仍然不可缺少，這也是為什么推力為三千噸以上的長征九號的研制工作已經開始。

4  再戰

其實，縱觀人類的航天史，沒有哪一次的火箭發射能夠保證百分百成功。

即使是美俄歐洲等幾個航天大國或地區，近年來也頻頻出現發射失利的情況。

美國是公認的航天技術最先進的國家之一，他們的航天事故也最慘烈，僅僅宇航員就已經犧牲了17位。美國的德爾塔重型運載火箭發射251次，成功率為94.4％。歐洲的阿里亞娜火箭發射107次，成功率93％。成功率最高的是蘇聯聯盟號運載火箭，截至1993年4月發射了1012次，失敗17次，成功率98.3%。

其他國家就更不用說了。韓國發射兩次，全部失敗。從俄羅斯購買一級火箭后，才勉強成功了一次。

巴西5射4敗，載荷飛行3射3敗。已經徹底放棄航天事業，并將衛星交給中國發射。

我們自己在探索航天技術的過程中也有慘痛的失敗，比如1996年長征三號乙的首飛，由于平臺的隨動環穩定回路功率級無電流輸出導致火箭控制慣性基準錯誤變化，最終導致發射失敗。火箭起飛后兩秒姿態出現異常，22秒后頭墜地撞山，發生劇烈爆炸。

（圖片來源于網絡）

但不管怎么說，長征系列火箭，是中國唯一一個技術真正過硬的系列火箭，97%的成功率確實厲害，如果我們繼續使用以前的技術，不探索難度極高的重型火箭技術，肯定能穩穩地保證順利升空。

然而，中國要實現航天技術的升級，調高難度系數，失敗率就必然就會有所上升。

由此我們也可以對中國將來的航天活動做一個預測：現在相當于系統的調試階段，技術問題都需要在實踐中暴露出來，所以會有一個失敗率上升的階段，當系統調試成熟、技術問題解決之后，失敗率就會下降。

對于這次發射失利，廣大的民眾給予了充分的理解，紛紛為長五加油助威！期待它的涅槃重生。

但長五的發射失利也讓一些國家的網友頓時嗨了起來，比如印度網友。

有的評論看起來簡直是在逗我們笑。

有的讀起來好像能體味到他們酸酸的感覺。

也有的看了讓人挺尷尬。

裝睡的人無法醒來，奮進的人卻不肯睡去，相信中國航天人此時正在緊鑼密鼓地分析原因，總結教訓，準備著下次再戰！

聶榮臻曾總結說：“既然是科學試驗，總會有成功，有失敗。成功了，我們就取得經驗；失敗了，我們就得到教訓！成功了，功勞是你們的，失敗了，責任由我來負！”錢學森也說：“科學試驗如果次次都能成功，那又何必試驗呢。經過挫折和失敗，會使我們變得更聰明。”

文 | 庫叔

本文由瞭望智庫綜合。