04.13 長征五號，艱難的抉擇（一）

提起長征五號，那是國人的驕傲，是航天愛好者和航天人口中親切的“胖五”。雖然經歷了第二次發射的失利，但絲毫掩蓋不了國人對它的信任與期待。但是，你知道嗎？長征五號從立項到定型，經歷了很多艱難的抉擇！本次系列文章，一起探討一下胖五的一些秘辛！

長征五號

一、有關發動機的抉擇

1. 心臟病

提起發動機，軍事愛好者們就滿是眼淚啊!不管是航天發動機，還是航空發動機，都是我們的難點。很多軍迷痛稱該現象為“心臟病”。有人該說了，我們國家都能把航天員送上太空了，怎麼還說航天發動機有問題啊？

沒錯，我們的航天計劃確實取得了不錯的成績。但是，那是建立在把已有技術發揮到極致的基礎上的。我們發射天宮一號、神舟飛船以及嫦娥三號，都已經把已有火箭的運力榨乾了，再提升一點都難以實現了。而我們的嫦娥五號、空間站、貨運飛船、以及東方紅五號衛星平臺都需要更大運力的火箭。

而更大運力的火箭就需要更大推力的發動機，這是提升航天發射能力的關鍵。而在胖五立項以前，我們還沒有適合使用的大推力發動機。美俄、日歐都有，可是人家全都不賣給咱，怎麼辦，只好自己研製。可是研製什麼樣的，研製幾種？最好是先研製一種通用的，然後進行組裝配合使用。

YF-100

2. 複雜的組合

然而，現實是，我們同時研製了兩種大推力發動機，一個是50噸級YF-77液氧液氫發動機，一個是120噸級YF-100液氧煤油發動機。而且要同時應用到長征五號上！五米直徑的芯一級只用兩臺YF-77液氧液氫發動機。四個助推器，每個使用兩臺120噸的YF-100液氧煤油發動機。助推器推力遠遠大於芯一級，為什麼呢？

要知道，多臺同一種發動機協調工作，要比不同發動機協調工作簡單得多。而且，從數據上看，顯然120噸的發動機要比50噸的發動機推力更大。為什麼不全用120噸的呢？應用YF-100的長征七號和長征六號，都在胖五哥哥之前成功試射，而且成績穩定。而YF-77，風險顯然要更高，國際上也都公認液氧液氫發動機的研製更困難。為什麼還要下這麼大功夫研製YF-77呢？

YF-77

雖然，全部使用YF-100可以實現更大的推力，但火箭一旦升空，推力就不再是主要因素了，下來要想讓火箭飛得更高，需要更大的比衝力，也就是噴火的速度越快越好。目前比衝力最大的火箭燃料就是氫氣，氫氣在氧氣中燃燒的比衝力比其他燃料至少提高50%，而且氫氣燃料產生相同推力要比其他燃料輕很多，可以有效降低火箭的重量，提高火箭的運力。因此，長征五號選擇用10臺發動機一起發動，利用強大的推力先把火箭推起來，等助推器分離以後，再利用氫氧發動機的高比衝把火箭送到更遙遠的星空。

當然這個選擇也帶來了很多困難，比如兩種類型的發動機，點火方式不一樣，控制點火的時間也不一樣，這都要求毫秒級的準確同步。包括起飛後的控制，不同類型發動機，協調起來要比同種類型的發動機困難得多。但這個組合確實帶給了胖五最佳的功能，能實現最大運載量。

長征五號

今天的介紹就這麼多，還有更多關於胖五的故事，下次介紹。