21世纪中国必须研制适合内陆发射的超级版的长征七号重型火箭-长征七号花多少钱

21世纪的新冷战时代中国必须研制适合内陆发射的超级版本的长征七号重型火箭

中国内陆发射场具有发射门特之类重型卫星的能力将能够大大增加文昌航天中心的军事安全性,而

研制25吨级YF79膨胀循环上面级氢氧发动机也更为有利于维护国家安全。

YF135发动机也是典型的命题作文,除了可以用于研制长征九号巨型火箭之外,另外一个核心用途就是可以方便未来研制一款中国版的大号安加拉5火箭。用于在西昌航天中心执行发射任务,就能够实现GEO直送运力6至7吨的重大目标。即在西昌航天中心就可以发射中国版的“门特”之类重型特殊任务卫星。这个大号安加拉5火箭的GEO直送运力要比目前版本的长征五号火箭还要大得多,是典型的为了确保国家国防安全底线而推动研制的战略性产物。因此做就完事,这可是没有什么道理可讲的。

事实上中国基于3点35米直径芯级模块,再走俄罗斯安加拉5火箭的构型路线来研制重型火箭的设想出现的时间要比目前版本的长征五号火箭还要。当年这款基于YF100煤油发动机研制的重型火箭,其地面起飞推力就高达1200吨,比目前版本的长征五号火箭都还要大。最后由于众所周知的原因,在与目前版本的长征五号火箭研制方案竞争中落败了。但随着中美大国竞争的加剧,西昌航天中心深居内陆腹地的安全优势迅速突显,目前这款大号安加拉5火箭似乎又受到了特别的垂青,未来发展动向值得高度关注。反正发射门特之类重型军事卫星火箭的GEO直送运力达6至7吨是刚需,倒推回去再结合长征九号的可重复使用需求,就可知中国未来要研制什么推力级的大单室煤油发动机了。未来,如果国家肯下决心研制大号安加拉5火箭,对于YF79膨胀循环先进氢氧上面级发动机的立项研制将是一个非常重大的利好消息。毕竟要在西昌航天中心发射就实现GEO直送运力高达7吨的先进水平,中国氢氧上面级发动机研制部门无论如何都要花费一番苦心不可了。搞不好未来21版长征九号火箭的100吨级氢氧发动机都不会立项研制了(改为使用YF100M煤油发动机糊弄一下就交差了事、例如并联7台YF100M发动机研制一个巨型煤油第2级),再改为立项研制那个推力高达25吨的YF79膨胀循环上面级氢氧发动机。 能否获得军方的大力支持才是核心关键,研制YF79对直送GEO运力的提升价值巨大。因为从确保国家安全的长远角度而言,研制YF79氢氧发动机要远远比研制YF90、YF77M氢氧发动机都更有价值,YF79氢氧发动机研制成功之后下至长征7A、长征8号,上至921/921H、长征九号火箭都可以通通用,也更有希望获得有关部门的立项支持。因此,高凉陈君现在感觉到有利的趋势开始向YF79发动机迅速倾斜,YF90、YF77M与及YF79这三款氢氧发动机之中未来最有希望得到立项研制的反而是YF79这个万金油。高凉陈君认为研制YF79氢氧发动机还可以打着加强国内GEO直送运力(国内对增强GEO直送运力的需求非常迫切,GEO直送运力7至8吨的需求未来必然会有一波爆涨,五院研制东五公用平台与及八院研制9000公用平台就是为此而服务的)的名义来拉到军方进行背书,大大增加立项研制的筹码与资本。但研制YF90与及YF77M发动机则不然,军方兴趣不大,因为军方不知道什么去利用YF90与及YF77M氢氧发动机,因此也无意去推动其的立项与研制了。另外,国内也非常推崇欣赏欧洲的芬奇低温上面级发动机,认为20吨级的膨胀循环上面级氢氧发动机研制技术挑战性足够强(那个Rpm高达10万以上的氢泵是个真正的高科技产物),使用范围也足够广,是真正的万金油产品,因此立项研制了方方面面的势力都可以接受。而且当年欧洲人为了研制芬奇低温上面级,前前后后花费了高达20亿美元的巨额研制成本,这对京11所上上下下而言也是一个超级大蛋糕了。个人认为研制YF79的技术难度要比YF77M要大得多,甚至与YF90相比都不分上下,因为那个氢泵的转速实在太逆天了。

现在的局面已经非常明显,YF90、YF77M与及YF79这三款氢氧发动机,如果未来得不到军方的背书、认可与支持,就根本立不了项。因此,高凉陈君现在高度看好YF79的未来,如果YF79发动机研制成功,至少对于长征8号与及921光棍版火箭的未来发展都是一个重大利好。只要YF79先进上面级氢氢发动机研制成功,万金油火箭长征8号与及光棍版921以后都是二级、二级半构型通吃LEO、SSO、GTO与及外星轨道的一切常规发射任务。而且对简化国内火箭型号、简化发射场的整备操作流程都有重要的价值意义。指望研制YF79,尚且还存在搏一搏立项的希望,但指望研制YF90,则连一丝立项的希望都没有。因为如果用途更广泛的YF79都无法立项,用途更狭窄的YF90就彻底无希望了。YF135为何能够取代YF130后来居上的原因,其实也是YF79为何能够取代YF90后来居上的原因。如果国家投资有限,无法获得农业用户的背书认同YF90是绝对无法立项研制的,但如果中国航天公司改为选择研制YF79,那怕国家投资有限,至少农业用户都会乐观其成,不会横加阻止。另外,研制YF77M的技术挑战性则远远没有研制YF79那么大,因此有那么一丝希望,京11所都会强推YF79的立项而不是YF77M的立项,除非YF79也彻底无立项希望了,京11所才会转回头捡起曾经被抛弃到废纸堆里的YF77M研制方案的。而且欧洲的芬奇低温上面级的推力就高达15点8吨,YF75D的10吨级推力还是小了点。如果YF79研制成功,不说长征九号火箭,至少921H火箭的3台YF75D氢氧发动机就可以改为1台YF79就了事,其LTO性能还能够提高10%以上。921H火箭搭配上YF79先进低温发动机,努力一下其LTO运力要提升到30吨也不是什么难事,这也是其搏一搏立项机会的重要本钱。假设由于投资有限,未来中国的长征九号火箭研制方案彻底冻结中止,如果研制了YF79,921/921H火箭至少还可以直接拿过来用一用。但如果研制了YF90,921/921H火箭就根本无法直接使用,其之下场必然就是同原苏联的RD0120巨型氢氧发动机一模一样,即研制完成后就被抛弃在仓库里吃了几十年灰的命。还有,YF79先进上面级发动机的研制难度至少不会低于YF90与及YF135,那个转速高达100000Rpm(一说120000RPM)的氢泵已经接近今天地球人类科技的极限了。关键是YF79的推力又高达25吨级,比美国的RL10B2与及欧洲的芬奇上面级发动机都要大得多,是真正的一代神器。YF135发动机本身就是个万金油发动机,未来研制不研制长征九号火箭都大有用武之地,非常好养活。退一万步,那怕未来马斯克的星舰巨型火箭搞砸了、彻底失败了。YF135发动机还可以退回去改走猎鹰9/9H与及921/921H火箭的技术发展路线,研制一个超级版的921/921H火箭就了事。

直径9米左右,并联9台YF135发动机研制主芯级,合计起飞推力3240吨,二级并联5台YF100M发动机,三级并联3台YF79氢氧发动机,其一次性版本的LTO运力也有35吨左右,足够与一次性版本的921H火箭成功拉开运力差距了。而其的可回收重复使用版本的LTO运力烂极了也有25吨的水平,刚好可以用于取代一次性版本的921H火箭。至于其的3CBC构型版本,合计起飞推力高达9720吨,其一次性版本的LTO运力可达85吨左右(保守估计),而其可回收复用使用版本(海返回收芯级与助推器)的LTO运力烂极了也会有50多吨的水平,这就足以建设(与及长期运营)中国的月球载人科学考察站了。坦率而言,只要YF135发动机研制成功,就完全可以满足未来100年中国载人航天的一切需求。现在重要的事情就是必须先将月球驻人科学考察站(10人常驻规模)建设起来,之后再考虑其它的东西(人类的月球驻人科学考察站必然会在2040年左右建设起来)。研制YF135大单室煤油发动机就是为了在西昌发射中国版“门特”之类GEO大国重器而准备的,这己经是一个公开的秘密。一句话,中美的大国竞争、中美爆发的新冷战在未来几十年内将会深刻地影响到每一个你、我、他的方方面面(对于每一个美国人而言也一样)乃至具体的命运走向。因此区区一个YF130、YF90发动机研制方案被抛弃又何足道哉?!大时代的背景走向就是如此,军事战略的底线思维正在主导一切、压倒一切,内陆发射场的权重地位正在急升,长征九号火箭的发动机构架演进现在正在受到中美大国竞争时代背景的剧烈影响,未来三、五年之内(乃至更长时间)都注定无法摆脱反复更改变迁的命运。

中国版大号安加拉5火箭的合计起飞推力高达1800吨,它的规模是如此之庞大,要实现内陆发射场GEO直送7吨的能力还是相当容易的。而7吨的GEO直送运力就是发射农业卫星的刚性需求,没有什么道理可说的,做就是了。大不了技术不够,级数来凑。先研制个4级半的怪物火箭出来就了事。即5个YF135CBC模块+1个YF100M模块+1个3点35米直径YF75D氢氧上面级模块+1个重载型远征常温上面级模块+5米直径整流罩。合计总长度达80米左右。一级与助推级采用集束分离方案,回不回收都无所谓(发射“门特”级别大国重器卫星的客户也不差这个钱),但必须要做好残骸的定点可控降落。而且采用集束式分离方案对大长径比箭体的研制也非常有利,保守估计这个中国版的大号安加拉5火箭的长径比将会高达23至25的区间。军事用户现在正在强力推进中国版安加拉火箭的研制,因为这是中国未来防范化解航天珍珠港事件重演的核心手段。而且基于YF135发动机研制的大号安加拉5火箭的规模是如此的庞大(发射质量与猎鹰9H火箭相比都相差不大),那怕是在深居内陆腹地的酒泉航天中心(战斧巡航导弹无法攻击到酒泉)执行发射任务,也完全可以将重达10吨的基于五院东五平台、八院9000平台研制的农业大卫星送入GTO轨道。这对于未来长久维护中国国家的军事战略安全的意义有多么巨大就可想而知。因此,按照目前严峻的国际斗争局势来分析,这个中国版的大号安加拉5火箭将会比长征九号火箭出现的时间要早得多,最迟在2030年前后就会露面。当然,还有另外3个相当简单的也能够在中国内陆航天中心就实现GEO直送7吨运力的火箭设计方案。

1,长征7A火箭改为捆绑YF135发动机液体助推器。

就是长征7A火箭的YF100主芯级、YF115第2级不变,YF75D第3级改为3点35米直径,再搭配上5米直径的整流罩,其它则一切不变。即仅仅是将长征7A火箭捆绑的助推器升级为3点35米直径的使用YF135大单室煤油发动机的版本。如此,捆绑2枚YF135煤油发动机助推器的长征7A改火箭的起飞推力合计为960吨;捆绑4枚YF135发动机助推器的长征7A改火箭的起飞推力合计为1680吨。这就是典型的美国大力神3、大力神4H式演进升级路线。即长征7A火箭的芯级尽量少变动,尽量减少投资成本,力求多、快、好、省。改为主要升级改进助推器,就是要凭借YF135助推器力大飞砖,凭借着蛮力硬是将长征7A/H型火箭的GEO直送运力提升到7吨以上的区间(在西昌发射)。即长征7A火箭捆绑4枚YF135液体助推器,暴力堆规模。这个方案应该是目前所能想象到的有效提升内陆发射场运力的最简单、最可行的有效办法。

2,长征7A火箭改为捆绑1000吨极分段式巨型固体燃料助推器。

中国内陆发射场拥有GEO直送7吨的运力是国家安全战略的底线需求,这个底线需求是没有什么道理可说的,做就完事。要实现这一关键运力目标,除了研制YF135煤油发动机外,还有另外一条路径就是为长征7A火箭研制3点35米直径的1000吨级推力的分段式巨型固体燃料助推器,之后再走大力神4H火箭的技术发展路线,即长征7A火箭改为使用1台高空点火型号的YF100M来研制主芯级,之后再捆绑2枚1000吨级3点35米直径的巨型固体燃料助推器就了事。但此一方案明显很早就被淘汰出局了,这也折射出中国航天界很多深层次的发展大趋势。即中国航天界中固体推进部门的力量远远没有液体推进部门的大,与美国诺格系统公司拥有的强大院外游说能力完全不能相比。因此,无论在长征九号火箭还是长征7A/H火箭的发展过程中都完全说不上话,从一开始就被淘汰出局掉。

3,长征7A火箭改为捆绑YF102发动机液体助推器。

同样,长征7A火箭也可以改为捆绑3点35米直径的YF102煤油发动机助推器(使用5台YF102煤油发动机并联来研制)。捆绑上2枚3点35米直径的YF102液体助推器,其合计起飞推力为1090吨;捆绑上4枚3点35米直径的YF102液体助推器,其合计起飞推力将高达1940吨(或者长征7A火箭的主芯级改为使用1台YF100M发动机来研制,再改为高空点火工作模式)。如此巨大的起飞规模,未来长征7A/H火箭无论是在西昌、太原还是酒泉航天发射中心都可以支撑好长一段时间。时局不危急,可以坐等YF135的慢慢研制,但如果时局危急,也可以改为先用85吨推力的YF102煤油发动机来支撑一阵子。目前,长征7A改火箭已经在研制之中,未来GTO运力8吨的农业发射任务很快就会改为在西昌航天中心执行。由于中美大国竞争的发展趋势不可逆转(至少未来50年内都不可能改变),GEO直送7吨运力的目标在西昌航天中心越早实现,中国的军事战略回旋空间就越大。至于海南文昌航天中心,未来大概率就是改走载人航天(中国载人登月计划的核心出发航天港)与及纯民用的发展方向。国家战略底线思维的本质就是要做好最坏的准备而争取最好的结果。只要中国的内陆发射场都具有发射门特导师之类农业大卫星的能力,在危机时期敌国攻击文昌航天中心的意愿与必要性就大大降低。与之相反,如果象二战美国太平洋舰队的战列舰、航空母舰一直就趴在瓦胡岛珍珠港一个窝里,没有分散停泊,日本人对此情报了如指掌,自然就有了“搏一搏”的想法与军事冲动。因此,为了中国国家长远的军事安全战略考虑,中国内陆三大发射场必须具备GEO直送7吨的航天发射能力。这一能力越早具备文昌航天中心就越安全。至于内陆火箭的运输,当然是以铁路运输为主、公路航空运输为辅。否则,未来隐蔽游弋于菲律宾海与及苏禄海的一艘俄亥俄巡航导弹核潜艇发动的突袭(换成其它国家的潜艇也一样),都能够随时随地彻底瘫痪掉文昌航天中心,后果就完全不堪设想。但有3点35米直径的YF135煤油发动机助推器在手,未来中国无论研制大号安加拉5火箭还是为长征7A火箭捆绑上4枚YF135煤油助推器,都能够在内陆发射场拼凑出一款GEO直送运力达7吨的重型火箭来。有这张底线王牌在手,在末来的重大国际军事危机中敌方突袭打击文昌航天中心的军事必要性就大大下降了,因为即使偷袭了也没有意义。YF135发动机能够最终击败YF130发动机成功上位,这本身就是一种标志性事件,中国内陆发射场权重的急升已经不是意志所能转移的发展事实。因此研制在内陆发射场发射GEO直送运力高达7吨以上的重型火箭是当前不可回避的军事决择。这一款火箭的权重地位可要比长征九号火箭还要高得多,而且人们很快就会看到选择的结果。另外,高精度、高分辨率航空母舰全球直播监视卫星也是很大很重的东西,如果使用长光的4米直径望远镜来打造,发射质量也会非常可观。但这个东西整体刚性强(门特之类电子侦察卫星的巨型天线系统的刚性则很脆弱),可以不必直送GEO。至于长征五号火箭完全就是计划赶不上变化快的产物。当然,以后有921/921H火箭在手长征五号的运力是大是小都无所谓了。反正都是只能在文昌发射的东西。但GEO运力直送7吨就是按发射中国版门特与导师来设定的。因为东五平台基本型就这么大了,再减重的余地也非常有限。还有,如果YF135发动机研制成功,研制出一款中国版的安加拉5火箭,再搭配上YF79先进上面级,全部一次性的话在西昌发射GEO直送运力高达10吨都有可能。未来,随着中美大国竞争的加剧与及长期化、白热化,别说农业卫星的发射任务将逐步向内陆发射场转移,甚至有一天再次发生北上广深之类沿海大城市的人口也不得不向内陆与及乡下农村转移的事情也亳不意外。冷战才过去多少年?!当年古巴导弹危机高峰时期连五角大楼的精英们都担心自己再也看不见明天的太阳。一句话,时代的大势已经逆转,这也是没有办法的办法,就看谁的准备最充分、并最终能够支撑自己的国家笑到最后而己。国家的军事战略规划是顶层设计,而具体的火箭技术研发则是底层设计。对于YF130双室发动机方案而言现在明确就是卡在国家军事战略的顶层考核论证上面,现在明确无误的事实就是军方不认可YF130双室煤油发动机的研制方案。因此YF130发动机的立项就差临门一脚都被军方一票否决掉,只能够打回来重做方案。理由就是研制YF130双室煤油发动机不符合国家军事战略安全的底线思维要求,因此直接被军方一票否决掉。结果就是大单室的YF135煤油发动机方案现在成功上位。

内陆发射场的军事战略底线需求除了发射中国版门特、导师这一类顶级军用大卫星之外,还有中国版AEHF、中国版MOUS这一类重型军事通讯卫星需要发射。AEHF就是军事战略通讯卫星,核心作用就是要确保国家元首在核战争时期与战略导弹部队的即时军事通讯安全。是典型的未日武器。而且AEHF这个东西也有非常重型的超级版本,美国洛马公司早期就曾经提出要为美国政府研制开发要使用到德尔塔4H重型火箭来发射的超级版本AEHF重型军事战略通讯卫星。另外,中国内陆发射场除了要确保随时能够发射中国版门特、中国版AEHF、中国版MOUS这三类重型军事卫星之外,还有一类中国特有的重型军用卫星要确保随时能够发射,这就是航空母舰全球实时直播监视卫星。这个东西的质量也非常沉重,如果未来要使用到长光的4米直径望远镜来研制,没有GTO运力14、15吨的重型火箭也发射不了。可以说,为了确保中国内陆发射场未来能够安全地执行中国版门特导师、中国版AEHF、中国版MOUS与及中国特有的航空母舰全球直播监视卫星这四大系列军用重器的发射,YF135大单室发动机就必须上马研制。大家不妨倒退回去,按照今天国内的工业能力来分析,要研制出可展开天线直径高达150米的巨型电子侦察卫星,以国内的工业水平最轻能够做到多重的重量(美国波音情报系统公司能够做到6点5吨左右的重量)?!是7、8吨级别还是10、12吨级别的重量水平?!什么叫军事战略的底线思维?!就是“不持敌不来、唯持吾有以待(准备)”而已。随着中美大国竞争的逐渐白热化,军事战略的底线思维很快就会上升到重于一切、并压倒一切的地位的。到时候别说农业卫星的发射全部迁向内陆航天中心,甚至开展第二次上山下乡活动,大力疏散分流北、上、广、深之类大城市的人口数量都会很快要做的。

当然,美国的德州红脖子们也不会有空闲的时间的,快快回去重修自己大house己经废弃的防空洞与及核战争掩体吧。冷战才过去多少年时间?!现在就想马放南山了?!随着中美大国竞争的迅速加剧,中美冷战的全面降临。大势逆转之下今天很多理所当然的东西明天都会全部不复存在。现在就必须两手都要抓、两手都要硬。美苏冷战时期美国普通人的家庭也多修有防空洞与核掩体的。

(作者简介:高凉陈君,实名陈天。广东省茂名高州人,1981年出生。帝国学分析家、作家,地区知名人士,白云山舍主人。一直致力于从事帝国学问题的分析研究。)

陈天(高凉陈君)

于广东高州

2021/10/6

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