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  • 日本火箭发射失败(日本的火箭技术先进吗,你怎么看)

    首页 > 信息 > 文章正文 发布时间: 2022-09-24 16:18 阅读()

    从世界范围来看,日本的运载火箭技术是比较靠前的,如果具体排一下位置,可以参考我国运载火箭领域的权威、中国工程院龙乐豪院士的说法:

    运载火箭方面,现在美俄还是领先,其后是欧空局,日本应算第二阵营中的领先者,其后是中国。如单项排名,俄罗斯发动机水平是最高的,比如它的高压补燃液氧煤油发动机水平相当高,氢氧发动机也不错。但运载火箭的综合能力方面,美国要强于俄火箭。日本运载火箭的单项技术和美俄差不多,但规模还不及。

    可以看到,作为行业权威的龙院士,对日本运载火箭技术给予了高度评价。按照龙院士的分析,日本运载火箭技术仅次于美国、俄罗斯、欧洲航天局,比中国都要强,更不要提印度、巴西等国了!

    实事求是,日本运载火箭技术确实有其特色和优势,美国的技术转移是其实现技术飞跃的基础。

    很多人对日本火箭技术的表现感到惊诧,因为在原有印象中,日本航天科技领域表现并不算抢眼,火箭发射次数有限,也没有多少引起轰动的航天发射或太空探索活动,但取得这样的成果,有着深刻的历史背景和技术演化过程。

    早在上世纪60年代,日本就曾经多次尝试发射人造卫星,到了1970年,日本与中国几乎同时成功发射了本国的第一颗人造卫星。此后,日本试图研制使用双组元推进剂的LE-3发动机,由于这种发动机推进剂可长期存储,引起了美国的怀疑,为了防止日本暗度陈仓制造弹道导弹,美国想方设法堵死日本的可能企图。

    后经过美日协商,美国将“雷神-德尔塔”火箭以及MB-3液氧煤油发动机技术一并卖给了日本。MB-3液氧煤油发动机推力可达90吨,已经超过了长征二号主动力YF-20的75吨。从那一时刻起,日本火箭技术就开始大踏步前进,此后日本陆续研制了L、M、N、H系列运载火箭。

    总的来看,日本火箭技术的发展,经历了由仿制到部分自制,再到完全自制的过程,从80年代的H型火箭起,日本火箭已经逐步摆脱了美国技术的窠臼,尤其是火箭发动机技术,已达到世界最前列的水平。

    以日本目前最大的运载火箭H-2B来说,其同步转移轨道运载能力达到8吨,国际空间站轨道运载能力约16.5吨,其百吨级LE-7分级燃烧循环液氧液氢发动机、LE-5A膨胀循环液氧液氢发动机,性能都相当出色。日本这两款发动机和美国的SSME/RL-10、欧洲火神2都是火箭发动机领域的领跑者。

    日本在研的H-3运载火箭,一级使用LE-9大推力液氧液氢发动机,二级使用LE-11开式膨胀循环发动机,LE-11的推力27吨、真空比冲467秒,刷新了液氧液氢发动机的性能记录,与美国的同类型火箭不相上下。

    对比一下就能看出日本火箭在发动机方面的优势。由于动力偏弱,中国运载火箭不得不增加发动机数量,采用并联的方式提高火箭运载能力。长征二号F火箭第一级使用8台YF-20发动机,近地轨道运载能力8.6吨;近地轨道运力25吨的长征五号B构型和同步转移轨道运力14吨的E构型,第一级都要使用2台YF-77外加8台YF-100发动机,也就是说第一级动力多达10台。这种设计虽然增加了运载能力,但也导致火箭设计复杂化,并影响火箭的可靠性。加之日本在装备制造和材料技术方面的实力,H-2B火箭运载系数相当出色,而中国火箭自重相比就要大一些

    当然,在这方面也不必苛责,毕竟美国猎鹰9号的一级就使用了多达27台梅林发动机并联,这种发动机技术指标并不先进,唯一的优势就是价格低廉、可靠性高,加之一级箭体能够分别回收,因此以较低的价格将63.8吨载荷送入近地轨道。这里面,就体现了民营商业航天机构的特点,用最低的成本实现最大效益,而不是单纯追求技术上的领先。

    客观分析,日本运载火箭技术的短板和缺陷也不少。

    日本的火箭发动机技术确实比较突出,但从火箭技术总体而言,日本火箭值得骄傲的也只有氢氧发动机这一种而已,其技术多样性和技术累积远不如美俄中等大国。以中国为例,目前的火箭发动机不仅有液氢液氧,还有液氧煤油、液氧甲烷、固体燃料等等。同时,中国的长征系列火箭谱系更加健全,适用领域更加广泛,这显然要比日本火箭强一些。

    日本各领域普遍都有一个弱点,就是单项技术可能非常突出,但系统整合后并没有表现出特别强的优势,中国恰好与之相反。H-2的有效载荷系数曾是世界第一,但由于过于追求单项性能,导致这型火箭很不可靠,经历了多次发射失败。反观中国的长征五号,其动力技术本来不如日本H-2B,但全系统设计较为成功,使得长征五号的运载系数与H-2B相当,也能够说明这一点。

    商业航天工程的核心是实用、可靠、廉价,这样才能提高发射效益,有利于占领市场,而日本火箭不计成本使用高精尖技术,导致造价高昂,商业化运营非常失败,这种状况显然不利于长期持续发展进步。

    再从更高的层面分析,由于航天探索是一个系统工程,需要统筹调动的资源相当广泛,譬如实施太空飞船实验任务,就需要载人飞船、运载火箭、发射场、测控通信和着陆场等多套系统,日本受制于资金技术、综合国力,除了运载火箭之外,其他方面与美俄中一类的大国没有可比性。

    我国新一代重型运载火箭将由500吨级、200吨级和25吨级氢氧发动机组成,发动机技术指标已经赶上甚至超过了美日水平。其中的500吨级液氧煤油发动机已于今年3月份完成了联动试验,未来将成为长征9号重型运载火箭的主动力。

    因此,从航空航天技术上来说,日本的火箭发动机技术有其独特优势,但整体实力与中国还有一定差距,距离美俄水平差距更大。

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