【簡介：】憑借美元、石油和科技裝備，美國坐上了全球頭把交椅，也成了全球奮起直追的風(fēng)向標(biāo)。但美國不是無所不能，至少在火箭發(fā)動機(jī)方面就落后于俄羅斯，甚至其發(fā)射的軍用衛(wèi)星不得不用到帶有

憑借美元、石油和科技裝備，美國坐上了全球頭把交椅，也成了全球奮起直追的風(fēng)向標(biāo)。但美國不是無所不能，至少在火箭發(fā)動機(jī)方面就落后于俄羅斯，甚至其發(fā)射的軍用衛(wèi)星不得不用到帶有俄羅斯發(fā)動機(jī)的火箭。為何這么說？看看五角大樓面臨的問題就知道了。從目前來看，美國還不能造出廉價且性能強(qiáng)悍的高科技航天發(fā)動機(jī)，只好使用俄羅斯的航天發(fā)動機(jī)！

據(jù)美國太空新聞網(wǎng)報道稱，由于美國聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟（ULA）在開發(fā)新型火箭“火神”存在巨大的技術(shù)障礙，所以五角大樓直到2022年都無法按照美國國會要求，放棄使用俄羅斯RD-180發(fā)動機(jī)。

這是什么意思呢？原來，美國“藍(lán)色起源”公司在研發(fā)新型火箭“火神”的“BE-4”引擎時遇到了技術(shù)瓶頸，這樣“火神”火箭就無法按照既定計劃在2021年獲得官方認(rèn)證，沒有官方認(rèn)證，“火神”火箭就無法獲得生產(chǎn)許可。

這就給五角大樓提出了難題。因為美軍為了制霸太空，需要發(fā)射一系列軍用衛(wèi)星。在“火神”無法制造的情況下，五角大樓只能繼續(xù)使用帶有俄羅斯RD-180發(fā)動機(jī)的阿特拉斯-5型火箭。

按照俄美1997年簽訂的價值10億美元的合同，俄羅斯在2018年底之前向美國交付了101臺RD-180火箭發(fā)動機(jī)，主要裝配在宇宙神-5火箭上。美國目前最受矚目的民營航天企業(yè)SpaceX的馬斯克直言RD-180是一款卓越非凡的發(fā)動機(jī)。美國軍方多次表示要盡快展開研究，考慮如何讓美國火箭的發(fā)動機(jī)從RD-180過渡到國產(chǎn)發(fā)動機(jī)。這一切都能夠看出美國人對RD-180又愛又恨的態(tài)度。

五角大樓的原意是使用配備了“BE-4”發(fā)動機(jī)的新型火箭替換掉搭載俄羅斯RD-180發(fā)動機(jī)的阿特拉斯-5型火箭。但問題在于，發(fā)射火神火箭需要兩臺“BE-4”發(fā)動機(jī)才能達(dá)到一臺RD-180發(fā)動機(jī)的效果。

換句話說，這兩臺發(fā)動機(jī)之間沒有直接代替的能力。這意味投入幾十億美元，花費(fèi)多年研發(fā)的“BE-4”發(fā)動機(jī)項目已經(jīng)黃了。而美軍面臨著無火箭發(fā)動機(jī)可用的尷尬局面。為此，美國只能繼續(xù)依賴俄羅斯RD-180發(fā)動機(jī)，如果想避免被俄羅斯卡脖子，美國只能盡量在航天領(lǐng)域與俄羅斯保持合作。

此前，NASA局長比爾?納爾遜就表示，希望繼續(xù)保持美俄之間的太空伙伴關(guān)系。顯然，為了繼續(xù)獲得俄羅斯RD-180發(fā)動機(jī)，美國需要為緊張的美俄關(guān)系降溫。比如，拜登將在6月16日與普京實現(xiàn)會晤，這可以看做是兩國保持合作的一種跡象。

當(dāng)然，俄羅斯也不愿意放棄向美國出售RD-180發(fā)動機(jī)，因為每臺發(fā)動機(jī)售價達(dá)到了1000萬美元，這對于俄羅斯來說，是個很賺錢的項目。在今年4月14日俄羅斯已經(jīng)根據(jù)雙方簽訂的合同，向美國交付了最后一批6臺RD-180火箭發(fā)動機(jī)。

在過去20多年間，俄羅斯已經(jīng)先后向美國供應(yīng)了122臺RD-180發(fā)動機(jī)，得到了可觀的利潤?？梢哉f，美俄雙方是各取所需，俄羅斯獲得錢財，美國獲得發(fā)動機(jī)，一手交錢一手交貨，誰都不吃虧。但好景不長，2016 年出于政治利益需要，美國國會要求五角大樓在 2022 年后不準(zhǔn)使用俄羅斯 RD-180 發(fā)動機(jī)。同時還對俄羅斯航天產(chǎn)業(yè)進(jìn)行制裁。由于遭到美國的無理制裁，俄羅斯失去了大量發(fā)射外國衛(wèi)星的潛在合同。這也給俄羅斯航天產(chǎn)業(yè)帶來了巨大損失。

俄羅斯之所以能夠?qū)γ绹鍪酆教旎鸺l(fā)動機(jī)，是因為俄羅斯的航天火箭發(fā)動機(jī)技術(shù)還有更先進(jìn)的型號。目前，俄羅斯已經(jīng)開始生產(chǎn)世界上推力最大的液體火箭發(fā)動機(jī)RD-171MV“沙皇”發(fā)動機(jī)。

RD-180是一款大推力液體火箭發(fā)動機(jī)，由人類歷史上推力最大的多燃燒室液體火箭發(fā)動機(jī)RD-170改良而來，后者理論上的推力超過740噸，比美國用于登月的土星5號火箭所使用的F-1火箭發(fā)動機(jī)的推力還要多出60噸，相當(dāng)于中國長征系列采用的YF-20B火箭發(fā)動機(jī)的十臺以上，因而被譽(yù)為“魔鬼設(shè)計的火箭發(fā)動機(jī)”。

這臺發(fā)動機(jī)采用了RD-180發(fā)動機(jī)和RD-191發(fā)動機(jī)的一些技術(shù)和結(jié)構(gòu)方案，它將用于正在創(chuàng)造的“聯(lián)盟-5”中型運(yùn)載火箭和“葉尼塞”重型運(yùn)載火箭。俄專家指出，RD-171MV發(fā)動機(jī)的推力居全球同類產(chǎn)品之首，將讓俄羅斯在火箭領(lǐng)域然后保持競爭優(yōu)勢。

RD-171MV發(fā)動機(jī)于2017年開始研發(fā)，重10.3噸，推力超過800噸，功率達(dá)到24.6萬馬力，是目前世界上功率最大的火箭發(fā)動機(jī)，比美國安裝在“土星-5”火箭上的一級發(fā)動機(jī)功率大5％，并且尺寸小1.5倍。

美國之所以要依賴俄羅斯的RD-180發(fā)動機(jī)，背后反映出的其實是美國在航天領(lǐng)域有計劃地收縮，畢竟RD-180只要1000萬美元，而美國自己研發(fā)的LOXAR-1火箭發(fā)動機(jī)報價高達(dá)2500萬美元。美國自己全新研發(fā)一款同類型的發(fā)動機(jī)可能需要數(shù)億乃至數(shù)十億美元。不過，在特朗普當(dāng)政時期，美國抱著“非我即他”的態(tài)度，應(yīng)對俄羅斯，要求全球使用美國產(chǎn)品，按照美國旨意行事。但可笑的是，不許百姓點燈，只許州官放火的美國，在火箭發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，還有求于俄羅斯，這真是一種莫大的諷刺啊。

美國雖然號稱航天大國，但不是面面俱到，依然存在弱點和短板，如果沒有俄羅斯火箭發(fā)動機(jī)，那么美國的軍用衛(wèi)星就成為了一個個擺設(shè)品，無法制霸太空了。這個短板決定了美國在航天領(lǐng)域暫時不敢與俄羅斯徹底翻臉。而俄羅斯可以向美國出口火箭發(fā)動機(jī)，獲取巨大利益，看來雙方在航天領(lǐng)域保持合作的局面還要維持很久。

從現(xiàn)在來看，在未來的很長一段時間里，航天領(lǐng)域都將是一個超高門檻的領(lǐng)域，只有少數(shù)一批國家能夠在該領(lǐng)域中有所作為。看俄羅斯的態(tài)度，似乎并沒有完全關(guān)上與美國航天合作的大門。俄羅斯航天集團(tuán)總裁德米特里·羅戈津在出席蘇聯(lián)宇航科學(xué)家謝爾蓋·科羅廖夫誕辰慶典上說過：縱使美國加強(qiáng)制裁，要斷絕與俄羅斯的聯(lián)系，我們依然會對美國保持供應(yīng)火箭發(fā)動機(jī)，這出于俄羅斯的實際經(jīng)濟(jì)利益，也出于我們認(rèn)為太空不可分割。此外，我們還準(zhǔn)備向任何一個國家供應(yīng)這種發(fā)動機(jī)，包括友好的中國。

（1）2022中俄軍事合作：

據(jù)俄羅斯衛(wèi)星網(wǎng)2020年2月25日報道，美國防部已指派下屬的高級研究計劃局研制一種新型核動力火箭發(fā)動機(jī)，以縮短到月球進(jìn)而到火星的旅行時間。

“地月快速飛行示范火箭”的發(fā)動機(jī)是一種采用高豐度低濃鈾燃料的核熱推進(jìn)系統(tǒng)，是一個安裝在火箭發(fā)動機(jī)上的核反應(yīng)堆。該機(jī)構(gòu)在2021財年預(yù)算提案中表示，核熱推進(jìn)系統(tǒng)將擴(kuò)展美國的太空探索，并將國內(nèi)太空研發(fā)能力提升到一個新高度。

什么是火箭發(fā)動機(jī)？火箭發(fā)動機(jī)就是一種利用沖量原理，自帶推進(jìn)劑、不依賴外界空氣的噴氣發(fā)動機(jī)。目前在這個領(lǐng)域，俄羅斯才是世界老大，以至于美國發(fā)射的衛(wèi)星也不得不使用帶有俄羅斯發(fā)動機(jī)的火箭。不過目前美國也在加大這方面的研發(fā)力度，兩國之間的差距也正在縮小。

北京時間 2020 年 7 月 30 日 19 時 50 分，美國就在卡納維拉爾角空軍基地 41 號發(fā)射場，用美國產(chǎn)的火箭發(fā)動機(jī)將搭載著 “毅力號”火星車的宇宙神 5 號運(yùn)載火箭發(fā)射升空。

對于 NASA 來說，由核動力火箭驅(qū)動的 “毅力號”火星車成功發(fā)射，絕對是一大歷史性航天事件。

早在20 世紀(jì) 60 年代，美國便有了建造核火箭的想法。當(dāng)時的美國能源部委托洛斯阿拉莫斯國家實驗室成功建造、測試了幾艘核火箭，但進(jìn)展不大，這一項目也在1972 年中止。

項目雖然中止了，但美國對核火箭基本設(shè)計、材料和燃料的研究仍未停止。雖然美國絕大多數(shù)衛(wèi)星發(fā)射使用的都是化學(xué)火箭發(fā)動機(jī)，也就是一種利用推進(jìn)劑的化學(xué)能在燃燒室中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生高溫、高壓燃?xì)?，再產(chǎn)生反作用推力的裝置。

而核火箭發(fā)動機(jī)是利用核反應(yīng)或放射性物質(zhì)衰變釋放出的能量加熱工作介質(zhì)，工作介質(zhì)再通過噴管高速排出，從而產(chǎn)生推力，宇宙飛船得以高速飛行。

相比于化學(xué)火箭，核動力火箭每單位質(zhì)量的推進(jìn)劑可產(chǎn)生兩倍推力，因此飛船將會大大提速，航行時間也更長。

為實現(xiàn)這一目標(biāo)，美國也在研發(fā)安全、輕便的核發(fā)動機(jī)，NASA 正在與總部位于西雅圖的超安全核技術(shù)公司以及位于弗吉尼亞州林奇堡的 BWX 技術(shù)公司進(jìn)行合作。

RD-171MV

相比美國，俄羅斯早就生產(chǎn)出了被認(rèn)為是世界上最大推力的沙皇引擎新型液體火箭發(fā)動機(jī) RD-171MV。俄羅斯專家認(rèn)為 ，這一發(fā)動機(jī)在國際上沒有可以對比的型號，保證了俄羅斯在火箭發(fā)動機(jī)領(lǐng)域保持世界領(lǐng)先地位。

RD-171MV 發(fā)動機(jī)重 10.3t，推力超過 800 t，這項指標(biāo)位居世界首位。RD-171MV計劃用于正在研發(fā)的聯(lián)盟-5中型運(yùn)載火箭的第一級發(fā)動機(jī)及葉尼塞重型運(yùn)載火箭。它比美國安裝在土星-5 號 重型火箭上的第一級發(fā)動機(jī) F-1 功率更大，但尺寸更小，同時還可重復(fù)使用 10~15 次。當(dāng)發(fā) 動機(jī) 運(yùn)轉(zhuǎn)時，燃燒室可 產(chǎn)生 2.7×107kW的熱功率，相當(dāng)于一座大型水電站的功率。另外，發(fā)動機(jī)渦輪泵功率將達(dá)到 1.8x10*kW，相當(dāng)于大型核動力破冰船 3 個核動力裝置的功率。這一發(fā)動機(jī)計劃于年底前進(jìn)行點火試驗，2021年計劃首次飛行試驗，2022年正式發(fā)射。

俄航天政策研究所所長伊萬·莫伊謝耶夫表示，RD-171MV是比以前的型號更環(huán)保，因為它使用液氧煤油為燃料。制造這一火箭發(fā)動機(jī)是俄航天領(lǐng)域的一個突破，它將讓俄羅斯在火箭發(fā)動機(jī)領(lǐng)域保持領(lǐng)先地位。目前，只有俄羅斯能制造最完美的發(fā)動機(jī)，美國排在第二位，其他國家都被俄羅斯遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在身后。

去年九月，俄羅斯今日經(jīng)濟(jì)網(wǎng)站 報道稱，俄羅斯還在研發(fā)一種名為葉尼塞的重型運(yùn)載火箭，它由 6個配備 RD-171 發(fā)動機(jī)的助推器和搭載 RD-180 發(fā)動機(jī)的芯級組成，將用于俄羅斯的登月乃至火星任務(wù)。如果成功，將依舊領(lǐng)先美國正在研制的重型火箭 SLS，以及中國正在研發(fā)的長征 9 號重型 nic火箭。