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.土星五号-王者归来——■腾讯博客日志2012

 皖林专栏 2013-03-22

美国spaceflightnow网站4月18发布了一条新闻,美国Roketdyne公司将和Dynetics公司合作,重启土星五号的F-1发动机用于竞争太空发射系统(SLS)重型运载火箭的先进助推器项目。Roketdyne公司将和Dynetics公司当天联合发布声明,表示他们将联合竞标SLS火箭的先进助推器项目。虽然F-1发动机是阿波罗时代土星五号火箭的发动机,但基于F-1发动机的液体助推器将提供远优于现有可重复使用固体助推器(RSRB)的性能。

 

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早期的SLS设计,助推器使用航天飞机和星座计划发展而来的5段式固体助推器

 

根据美国航天局的规划,初始阶段的SLS火箭将基于航天飞机的RS-25氢氧发动机和可复用固体助推器设计,后续将考虑提高性能的可复用固体助推器或是液体助推器,从而将SLS火箭的地球低轨道运力从130吨提高到150吨。美国航天局计划今年10月左右向多家公司授予为期30个月总价值2亿美元的合同进行先进助推器的方案设计,Rocketdyne和Dynetics公司试图以基于F-1发动机的液体助推器竞争这个先进助推器合同,其中Rocketdyne公司负责提供F-1发动机,而Dynetics公司则负责液体助推器的研制。根据Dynetics公司航天部门主管、美国航天局原战神火箭项目主管库克(Steve Cook)的说法,Dynetics公司的液体助推器非常简练,每台助推器直径18英尺(5.48米),包含两台F-1发动机,助推器连接受力点和现有5段式固体助推器完全一致。库克提到如果2015年Dynetics公司赢下后续合同,Rocketdyne公司的F-1发动机将在下一个30个月内进行发动机的全系统演示和一些热试车试验,恢复生产能力。库克表示使用F-1发动机的液体助推器将着眼可生产性、经济性和可靠性,在增加20吨的地球低轨道运载能力的同时,还是一个经济可承受的选择。

 

 

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 为了提高SLS的运载能力,液体助推器和固体助推器未来将展开竞争,F-1方案为液体助推器增加了一份胜算

 

F-1发动机肯定会勾起阿波罗时代的旧事,库克专门提到了F-1发动机是美国航天局历史上最成功的发动机之一,这种历史的骄傲无疑是在打感情牌。阿波罗计划和它的核心土星五号火箭,长期以来在航天业界和航天爱好者中都是热门的题材,当然也是阴谋论者念念不忘的话题。阿波罗登月的阴谋论者最喜欢的一个疑点就是:那么强大的火箭哪里去了呢?它恐怕只是造出过模型,伪造过录像。新世纪美国航天局星座计划的拖沓给了他们充足的信心:今天的美国造出那么强大的火箭尚且如此困难,几十年前怎么可能!超大推力的F-1发动机,更是他们攻击的重点。F-1发动机的推力是空前的,虽然后续苏联的RD-170系列发动机推力超过了F-1,但那是四燃烧室并联的设计,F-1发动机单室推力到今天也是绝后的。阴谋论者认为设计制造出F-1发动机对当年的美国是不可想象的,现在Rocketdyne公司宣布以F-1发动机竞标更可能重启生产线的消息,无疑是极具戏剧性的。

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 基于F-1发动机液体助推器的SLS想象图,使用F-1发动机可以将LEO运力提高20吨

星座计划启动之初,美国航天局就使用了土星五号火箭上面级发动机J-2的后续发展型J-2X。如果Rocketdyne公司的F-1发动机再被采用,土星五号的主发动机就将在新一代的SLS火箭上完全复活。F-1J-2发动机在美国航天近数十年的发展中始终起着重要的作用,只不过由于各种因素阴差阳错,与实际方案失之交臂。早期航天飞机曾计划使用土星五号火箭的第一级S-IC做助推器,由于成本因素被迫放弃,后来的彗星超级火箭也曾计划使用F-1发动机做助推,同样胎死腹中。至于J-2发动机在几十年的历史上先后发展出处J-2S、J-2TJ-2X等改进型号,前者用于X-33和冒险星,后者终于在战神和SLS重型火箭上出人头地。

 

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美国阿波罗计划留下了丰厚的技术遗产,中国的登月火箭会带来同样的财富么

 

尽管Rocketdyne和Dynetics两家公司的方案最后未必竞标成功,但仍让人看到了土星五号昔日重现的曙光。曾经有评论认为阿波罗时代的遗产足够美国人用上五十年,但F-1发动机和J-2发动机都在SLS火箭上使用的话,未来至少还将服役30~40年,这不能不让人感慨阿波罗时代的光荣与梦想,什么时候我国航天能给后代留下如此丰厚的遗产呢,希望这一天不远吧。

 

本文专供腾讯军事频道

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