客观来说,中国火箭技术跟美国比,差距有多大?

发布时间:2022-02-21 / 作者:清心寡欲


差距还是有的,不过在逐渐的缩小,到2030年时,基本上就可以赶上美国的火箭技术了。

按照计划,没有什么变故的话,2030年既可以实现载人登月。届时,大推力火箭发动机,大载荷运载火箭,载人登月飞船都将悉数服役。除了火箭发动机之外,其他技术水准也将达到与美国并驾齐驱的程度。


美国的火箭技术

因为在液氧煤油火箭发动机,液氢液氧火箭发动机这两个发动机领域,美国实在是太领先了。

毕竟可以在上世纪六十年代,就能够制造出推力高达680吨级别,的F-1型液氧煤油火箭发动机。该发动机的推力,在单室,单喷管液氧煤油火箭发动机中首屈一指。根本就不是RD-171MV可以相比的,毕竟RD-171MV液氧煤油火箭发动机拥有4个燃烧室,4个喷管。所以说,F-1才是当之无愧的液氧煤油火箭发动机之最。


而在液氢液氧火箭发动机上,美国的技术绝对是一流。可以在上世纪末研制出推力高达290吨的RS-68型液氢液氧火箭发动机,而推力超过300吨的RS-68A液氢液氧火箭发动机,也在2021年4月完成了首飞。

由此可见,美国在火箭发动机技术上实在是太过于领先了。除了火箭发动机技术之外,美国的火箭载荷也相当强悍。


比如说:

当初的土星五号运载火箭的近地轨道运载能力为118吨,地月转移轨道运载能力为45吨。

正在研制的SLS Block2型运载火箭的近地轨道运载能力为130吨,地月转移轨道运载能力为45吨。

如今的重型猎鹰运载火箭的近地轨道运载能力为63.8吨,地球同步转移轨道运载能力为26.8吨,地月转移轨道运载能力在22吨左右。


由此可见,美国的运载火箭技术也是相当的先进。

也就是说,在液氧煤油火箭发动机,液氧液氢火箭发动机,大载荷火箭技术上是遥遥领先的。在短时间内,是没有其他国家可以将其超越的。

我国的火箭技术

目前来说:

我国技术水平最高的液氧煤油火箭发动机是YF-100,该液氧煤油火箭发动机的推力为120吨。不过用于长征9号重型运载火箭的YF-130型液氧煤油火箭发动机的推力可达480吨级别。距离F-1液氧煤油火箭发动机,还差200吨的推力差距。


而YF-130液氧煤油火箭发动机采用了高压补燃循环方式,F-1液氧煤油火箭发动机采用了燃气发生器循环,在效率上高压补燃循环,要比燃气发生器循环高。

也就是说,YF-130在技术上已经超越了F-1,只不过在推力上还有差距。

技术水平最高的液氢液氧火箭发动机是YF-77,该液氢液氧火箭发动机的推力为70吨。同样是用于长征9号重型运载火箭的YF-90,其推力达到了220吨。距离RS-68A液氢液氧火箭发动机,还有80多吨的推力。


RS-68A液氢液氧火箭发动机采用了燃气发生器循环,而YF-90液氢液氧火箭发动机采用了膨胀循环。

而在效率上,膨胀循环也要比燃气发生器循环更高。也就是说,YF-90液氢液氧火箭发动机的技术已经超越了RS-68A,也只是在推力上不如而已。

当然了,并不是说美国没有,更加先进循环方式的液氢液氧火箭发动机。像猎鹰运载火箭使用的猛禽液氧甲烷火箭发动机,就使用了顶尖的全流量循环。


像价格昂贵的RS-25液氢液氧火箭发动机,就使用了富燃闭式循环,而该循环方式比膨胀循环的更为先进。

由此可见,在液氢液氧火箭发动机的循环方式上,美国的技术依然是领先的。

运载能力最强的也就是长征五号,该火箭的近地轨道运载能力为25吨,地球同步轨道运载能力为14吨。距离重型猎鹰也还有不小的运力差距。

等到专门为载人登月打造的921型运载火箭,以及为登火准备的长征9号重型运载火箭,相继服役之后。我国运载火箭的载荷才追上美国。


921型运载火箭的近地轨道运载能力为70吨,地球同步转移轨道运载能力为32吨,地月转移轨道运载能力为25吨。

长征9号重型运载火箭的近地轨道运载能力在140吨左右,地月转移轨道运载能力大于50吨,地火转移轨道运载能力为44吨。

也就是说,长征9号运载火箭服役之后,将成为全球载荷最强的运载火箭。一举超越土星五号和SLS Block2的载荷。


通过对比可知,我国的火箭发动机技术,大载荷运载火箭技术上,与美国还有较大的差距,这种差距是需要时间来追赶的。

而到了2030年,等到长征9号重型运载火箭服役之后。我国的液氧煤油火箭发动机技术,液氢液氧火箭发动机技术已经距离美国不远了,不过差距依然存在

除了液氢液氧火箭发动机之外,还有固体助推器。美国嫌现役推力最大的固体助推器就是SRB,不过该助推器是由4段组成,总推力为1245吨。


平均一下,每段也就是311吨。而我国自研的直径为3.5米的,固体助推器当然推力高达500吨。如果按照SRB固体助推器这种方式的话 那推理将上到2000吨。

所以说,在固体助推器上面,我国已经赶上了美国的技术。

综合来看,在火箭技术上,我国的整体技术水平,距离美国还有一段距离。这也很正常,毕竟美国火箭技术发展的比较早,产生以上的差距也在所难免。不过后面有大把的时间,可供我国追赶 。总有一天,会超越美国的技术。


事实上,火箭发动机的发展是有天花板的,主要就是受所用燃料的性能限制。在未开,肯定还会有新技术的出现,如核聚变发动机,场力发动机等等。在这些新技术上,究竟哪国能领先,现在还说不准。


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