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北京时间2022年11月16日14时48分，美国航天局NASA新一代登月火箭“太空发射系统 (SLS) ”携带“阿尔忒弥斯1号”无人绕月飞行任务的猎户座载人飞船，在卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心发射升空。 2分12秒后，助推器被抛弃；8分15秒后，火箭与上面级+猎户座飞船分离，进入30 x 1808千米，倾角为34°的临时轨道；50分钟后上面级点火，将近地点调整为180千米，起飞80分钟后上面级第二次点火，持续18分钟，上面级分离，猎户座飞船成功进入地月转移轨道。 美SLS火箭：耗资300亿美元却用了二手发动机SLS火箭现在是发射成功了，NASA总算是松了一口气，这是重返月球的阿尔忒弥斯计划中的最关键的“第一炮”，SLS火箭成功的意义不是一般的大，因此这次成功可算是让NASA可以嘚瑟一番了，因为在此前，这枚众望所归的火箭，居然推迟了18次，怎么洗地都觉得NASA实在是过分了。 因为了解的SLS火箭的朋友都知道，这枚火箭中的关键发动机全部都是二手或者现成的，完全不需要重新开发，说的简单就是利用现有的零件组装起来的，就这样一枚“拼装货”，NASA居然搞了那么久： 1、一级火箭发动机RS-25：航天飞机的主发动机； 2、二级火箭发动机RL-10：登月时代开发的（有改进）； 3、助推器：航天飞机时代的固体助推器改进版； RS-25是在1970年代专门为航天飞机计划专门研制的，当时的想法就是研制一种可以重复使用的飞行器，来回于地球与近地轨道。航天飞机计划中，除了中间那个橙色的巨型燃料箱，固体助推器和航天飞机都是可以回收利用的。 航天飞机尾部有三台RS-25火箭发动机，起飞时固体助推器和三台RS-25主发动机一起将航天飞机送往近地轨道，123秒和固体助推器分离，7分30秒，外储箱分离，航天飞机将继续飞往预定轨道。 助推器会打开降落伞溅落于大西洋，之后会被拖船回收，而RS-25则随着航天飞机返回地面，检修后等待下次利用。 而RL-10最早是在1962年首飞的，不过它一直在改进，直到SLS火箭选择了这种发动机作为上面级，不得不说，美国人这么多年的积累真是不少，一款重返月球的火箭，居然直接可以用上次登月和航天飞机时代的产品，家底真厚！ 用了二手货：却一点都没省钱 你要说SLS火箭是台拼装货也得认，尽管火箭的结构与气动等都要重新研发设计，但发动机都是现成的这是事实，但各位知道SLS开发花了多少钱吗？列出来真的让人目瞪口呆： 从2011至2021财年，SLS计划资金投入的总额高达230.11亿美元，另外还有上面级（芯二级）火箭开发的15亿美元，以及为SLS组装、集成、准备和发射 SLS 及其有效载荷的成本由Exploration Ground Systems单独资助的，这个费用约为每年6亿美元。 这个SLS开发到现在已经花了快300亿美元了，这火箭老鼻子贵了，都能造好几艘福特号航母了，但更让人晕菜的是SLS火箭不仅贵，而且还一直放鸽子，从最早计划2016年首飞到2022年11月16日才真正“首发”成功，中间是18次延迟，今年下半年各位就连续看到了三次，要你是美国的纳税人，是不是也会很生气？ 从登月时代的NASA到SLS时代的NASA已经不一样了，当年是NASA掌握了关键技术分包给承包商，而现在却已经成了养肥承包商过来要挟NASA，变着法子向美国政府要钱，每年的大把预算，被承包商A去了大部分，这个从军工企业玩出来的套路已经蔓延到了航天，NASA用在深空探索上的资金，反而没以前多了。 不过NASA总算还是把SLS火箭给发射出去了，花了大价钱办成了事也算是好事，重返月球对全球月球探索也是一个刺激，未来中国的载人月球登陆也会更有动力！ 20年前二手发动机，居然还比我们先进？确实流传了这样一个说法，中国的大推力氢氧火箭发动机，还不如SLS二十年前的老古董！答案是真的，SLS真用了二十年前航天飞机曾用过的发动机，而且比中国现有的氢氧发动机还要先进！ SLS的芯一级火箭有四台发动机，全都是航天飞机上“拆下来”的，比如在8月29日发射时因为冷却问题被中止发射的3号发动机就是曾在发现号航天飞机上服役，总共使用过6次： 各位一定发现了右上角编号为2045的发动机，使用次数竟然达到了12次，上文已经说明航天飞机是重复使用的，这也不让人意外，SLS的第一次发射的四台发动机编号和历次使用记录如下：
其中时间次数最多2045和使用时间最早的2056发动机真是让人目瞪口呆啊，2045的最早记录实在STS-89任务中，这是1998年1月23日 – 1998年1月31日的奋进号航天飞机、执行的是前往和平号空间站的任务，你没看错啊，是俄罗斯的和平号空间站！ 还有2056号发动机，最早是哥伦比亚号航天飞机在1996年6月20日 – 1996年7月7日执行的STS-78任务，这次任务还测试了哈勃太空望远镜的某块主板。这四台发动机的著名任务列表如下： 最古老的RS-25发动机居然是26年以前的，可能比很多朋友的年龄都要大，笔者当年也是在上中学，这到底是种怎样的发动机？ RS-25：来自1970年代的分级燃烧循环氢氧机 RS-25是Rocketdyne（洛克达因）为航天飞机设计制造的一种低温火箭发动机，其最早历史可以追溯至1960年代，不过其真正的设计制造开始于1970年代，1981年4月12日在STS-1上实现了首飞，此后经过不断改进，最新版为RS-25D（2001年首飞），这种发动机的基本参数如下（RS-25D数据）：
这几个指数即使放到现在也不低，比如著名的阿丽亚娜-5火箭的一级发动机Vulcain 2，它的级别相差还是比较大的：
另外还有日本的H2A的一级火箭发动机LE-7A：
甚至也不低于后来研发的前苏联的“能源号”运载火箭的发动机RD-0120，这是苏联版“航天飞机”的主发动机，其主要参数如下：
虽然这几台发动机的推力不一样，但技术性能还是可以做一些对比，比如循环就决定了这些发动机的技术级别，分级燃烧循环技术（高压补燃或者闭式循环）技术要比燃气发生器循环（开式循环）要好得多。 这是将燃料和氧化剂从储箱泵入燃烧室的技术，压力越大表示技术越好，燃烧室的压力基本就能看出发动机技术的高低，燃气发生器室压比较低，一般就十多兆帕，分级燃烧比较高，全流量，基本能达到20兆帕左右，全流量分级燃烧最高，能达30兆帕级别（1兆帕约为10个大气压），压力越高也在另有一个方面反映了比冲更高，不过推力却不一定，这个和流量有关。 从这些发动机的对比中可以了解到RS-25的技术不低，甚至与我国在研的发动机相比，也不会差到哪里去，比如我国规划中的YF-90发动机，其基本参数如下： 循环：分级燃烧循环 YF-90的氢氧机室压略低于RS-95和RD-0120，但真空比冲和两者并无二致，这表示YF-90在其他方面的技术上弥补了不足，据介绍，YF-90的燃烧室效率极高，达到了99.7%以上，另外在高效补燃喷注器、大流量推力室稳定燃烧、大热流身部热防护、高效率喷管造型、大尺寸高效再生冷却喷管、大尺寸单壁气膜/辐射冷却喷管等六项关键子技术都有相当的突破，这也是YF-90能达到如此高比冲的原因。 目前关键技术已经通过验证，研制工作进展顺利，不过到现在为止尚未进行全尺寸发动机试车，因此以上技术参数暂时还停留在在工程技术阶段。我国暂时还没有能和RS-25匹敌的发动机，最接近的YF-77参数差别还是不小： 循环：燃气发生器循环（开式循环） 这里简单说明下开式循环为什么技术差距比较大，这种循环是将预燃室的氧和氢在高温涡轮侧燃烧后推动涡轮泵（单轴双涡轮）给燃烧室和发动机供给燃料，一般情况下氢氧在高温涡轮内燃烧温度很高，因此科学家就想出了一个好办法，注入过多的氢让其工作在富燃状态（不完全燃烧），排出的“废气”中含有大量可燃的氢，而开式循环就是将其直接排出到外界，因此非常浪费。 开式循环比较简单，涡轮工作压力也比较低，当然开式循环也不是一无是处，有的还将开式循环喷出的“废气”用来摆动控制姿态，但有一点是没法改变的，浪费了燃料，室压也不高，导致比冲比较低，分级燃烧循环则是将这些废气送入燃烧室再烧一次，增加了利用率，提高了发动机的比冲。 所以YF-77虽然性能也不错，但让它和分级燃烧的发动机去比技术性能确实有点勉强了，因此就目前而言，我们还真没有能和RS-25匹敌的发动机，只有未来的YF-90造出来才能让双方站到同一条起跑线上。 不得不承认，我们在氢氧机上确实落后了，原因是多种的，氢氧机也很少拿来做一级火箭的主发动机，早期我们用的是肼类燃料的发动机，这种燃料有毒，所以被称为毒发。后来我们开始涉足液氧煤油发动机，最新的YF-130参数已经进入了全球顶级液氧煤油机的行列。 未来的YF-90氢氧机也将让我们跻身全球顶级氢氧机俱乐部，氢氧燃烧之后的废物是水，而且有大量的太阳能制氢能力可以发掘，前途无量！我们认识到不足，我们砥砺前行，我们的目标是星辰大海！ |
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