经过近四十年的努力,我国运载火箭技术取得了举世瞩目的进展。但"长征"系列火箭也有明显不足,特别是与国外火箭近几年的发展相比,差距日趋加大。这主要体现在:型号偏多,型谱重叠,可靠性有待提高-在世界 0种主要运载火箭中,"长征"系列火箭的发射成功率列第7位,处在中间偏下位置,发射准备周期长-"长征"火箭发射准备周期几乎是国外火箭的两倍;缺少大运载能力火箭,整体适应能力不强。
为此,中国航天科技集团在其2000年公布的远景规划中,对新一代大型运载火箭提出了具体的发展指导思想与原则。概括地讲,新一代运载火箭的基本技术发展途径可以归纳为:一个重点、两种动力系统、三个模块,即以发展5米箭体直径的大型运载火箭基本型为重点,采用50吨级推力氢氧发动机和 20吨级推力液氧/煤油发动机两种新型动力运输系统,以5米、3.35米和2.25米三种直径火箭为三个基本模块,通过模块化的不同组合,形成不同数量的新一代运载火箭系列,满足各种发射任务的需求.
与现有火箭相比,新一代大型火箭的技术改进主要有以下三点:
关键技术之一:大推力环保发动机技术
现在无毒、无污染的大型火箭已经成为二十一世纪运载火箭发展的主流。国外早在二十世纪八十年代已经开始着手研制大推力且环保的液氧/煤油或液氢/液氧发动机,至今已取得丰硕的成果,有的甚至已用于大型运载火箭。
采用新型燃料的火箭发动机具有明显的优点。首先,煤油作为常温推进剂,使用极为方便、安全性好,而甲烷、丙烷、液氢是低温推进剂,不好贮存,运输、加注和操作都不方便,泄漏后易起火爆炸。其次,煤油价格便宜,每千克煤油的价格只有偏二甲肼的/30,可以较大幅度地降低发动机的研制成本和运载火箭的发射费用。发射一颗20吨重的低轨道卫星,如用四氧化二氮/偏二甲肼组成的二级半方案,推进剂费需3000万元,而用全液氧/煤油方案只需00万元。第三,液氧/煤油组合密度比冲高,是理想的助推级发动机燃料。第四,我国煤油资源丰富、贮量极大,可满足长远的需要。最后,使用液氧/煤油发动机可完全消除四氧化二氮/偏二甲胼有毒且污染环境的严重不足。
而我国目前拥有的"长征"系列火箭多采用以偏二甲肼/四氧化二氮为推进剂的中等推力液体发动机作为火箭的主级发动机。众所周知,偏二甲肼毒性较大,损害人体的肝脏。尤其是四氧化二氮/偏二甲肼的燃烧产物,对人体损害更大,并严重污染环境。
虽然我国目前已经在研制新型火箭发动机方面取得了一定进展,但因为研制时间起步较晚,因此在无毒、无污染、大推力发动机研制方面仍处于落后位置。如果我国要缩小与国外的差距,并在二十一世纪继续保持在国际航天领域的一席之地,必须加快大推力无毒发动机的研究。









