2019年12月27日,海南岛文昌卫星发射中心,让人期待已久的长征五号大型运载火箭搭载实践20人造卫星成功升空。这是该款火箭自2017年7月2日发射失败以来的首次复飞,它的成功发射可以说是给国内的航天迷们打了一针强心剂,重新点燃了我国大火箭梦想的希望。
那么,这款让国人无比骄傲的大火箭在国际上究竟处于什么地位呢?
首先,从运载能力上来说,在现役火箭中,长征五号凭借25吨的近地轨道运力排名第三,低于排名第一的重型猎鹰(不回收版63.8吨)和第二的Delta IV Heavy(28.3吨),高于猎鹰9号的22.8吨。而在长征五号诞生之前,我国运力最大的火箭——长征三号乙的近地轨道运力仅仅为11.5吨。
从技术上来说,长五一级助推器使用的FY-100发动机燃料为液氧和煤油,采用富氧预燃分级燃烧循环技术;一级核心发动机YF-77燃料为液氧液氢属于开式循环发动机,上世纪七十年代的美国登月火箭土星五号的F1发动机同样属于该类型;二级采用YF-75D液氢液氧膨胀循环发动机。从发动机的技术难度和使用效率来个排名的话,技术难度和效率由低到高分别是“开循环”低于“富氧化剂/还原剂闭循环”低于“膨胀循环”低于“全流量分级燃烧循环”。目前各国所使用的主力发动机均属于前三种,而火箭发动机之王——“全流量分级燃烧循环发动机”目前只有个一成功案例——由SpaceX研制的Raptor(猛禽)发动机,但是这款发动机只是进行了地面测试,它还需要在轨道级发射中为自己正名。
其次是发射成本。长征五号的发射成本并未被公开,但我们可以先看看世界上其他几款同级别火箭的情况。
Delta IV Heavy(美国ULA):运力28.3吨,单次发射成本3.5亿美元,单位成本1236万美元/吨
Ariane 5(欧洲):运力21吨,单次发射成本2.2亿美元,单位成本1048万美元/吨
Angara A5(俄罗斯):运力24.5吨,单次发射成本1.05亿美元,单位成本429万美元/吨
宇宙神5号(美国ULA):运力18.8吨,单次发射成本1.53亿美元,单位成本814万美元/吨
Falcon Heavy(美国SpaceX):回收版运力57吨,单次发射成本9000万美元,单位成本157万美元/吨
Falcon9(美国SpaceX):运力22.8吨,单次发射成本6000万美元,单位成本263万美元/吨
从以上各国主要同级别火箭的成本来看,以长征五号所使用的各种技术成熟度来看,成本应该和俄罗斯的Angara A5差不多,即单次发射1亿美元左右,单位成本在400万美元至500万美元之间。而像Delta IV Heavy这种数亿美元的天价成本,放在长征五号上面肯定是讲不通的。
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