中国火箭技术与世界的差距

各太空强国主要大中型火箭尺寸对比

美国波音公司的德尔塔IV重型版，LEO运力超过22吨

俄罗斯质子火箭的LEO运载能力达到了21吨

欧洲的Ariane 5 ES的LEO运载能力达到了21吨

日本最新的H-IIB火箭具有19吨LEO运载能力

长征五号运载能力将达世界先进水平 对比国外主流大型运载火箭，中国现有运载火箭的能力大有不足。如果说此前缺乏大质量载荷的发射任务，属于有效需求不足没有发展的话，那么随着空间站20吨级大型舱段、质量6.5~7吨的东方红五号大型通信卫星以及探月计划三期的大型取样返回月球探测器的研制，中国运载火箭的运力已经成为瓶颈。所以中国在多年前就开始规划设计新一代大型运载火箭，这就是长征五号运载火箭及其衍生型号。 长征五号运载火箭在2006年正式立项，计划2014年左右在海南文昌首次发射，使用长征五号技术的3.35米直径的长征七号中型运载火箭和3.35米直径的长征六号小型运载火箭也先后开始研制。 长征五号运载火箭作为中国运载火箭更新换代、追赶国际先进水平的关键一步，在主要性能指标上已经达到或超过国际主流大型运载火箭的水平。长征五号运载火箭基于120吨级推力的YF-100液氧煤油发动机和50吨级推力的YF-77液氢液氧发动机研制，设计中贯彻模块化、通用化和系列化的设计思想，以5米直径芯级为核心分别捆绑不同数量的3.35米和2.25米直径的助推器。LEO发射使用一级半构型，即一个芯级、捆绑助推器，GTO增加了基于YF-75D氢氧发动机的上面级，构成了A~F六个型号的长征五号火箭，覆盖了LEO10~25吨、GTO6~14吨的运力范围。 其中与未来空间站建设紧密相关的是长征5A、长征5B和长征5C，长征5B的LEO运载能力为25吨，可用于发射未来空间站的核心舱和实验舱；长征5A的LEO运载能力为18吨，可用于发射货运飞船；长征5C的LEO运载能力为10吨可用于发射神舟载人飞船。长征五号火箭单纯从运载能力上说，LEO和GTO的最大运力都达到或超过了现有主流大型运载火箭，但国外也有运力更大的火箭在研制中，这点将来时的优势并不值得沾沾自喜，更重要的是长征五号的发动机在技术上与世界先进水平仍然有较大差距。 国产火箭发动机落后较多 长征五号运载火箭基于120吨级推力的YF-100液氧煤油发动机和50吨级推力的YF-77液氢液氧发动机。这两款新型发动机的推力和比冲都较小，尚未实用、性能已经落后，导致长征5号各构型需要使用的发动机数量都比较多。如系列中运载能力最强的长征5E，共有8台YF-100液氧煤油发动机、2台YF-77和2台YF-75D氢氧发动机；而运载能力相当的美国重型德尔塔4只有4台氢氧发动机。发动机数量过多会增加火箭制造成本、也会对火箭发射的可靠系数带来影响。 考察液体火箭发动机主要有2个指标，一个是最大推力，另外一个是比冲。在相同的发射重量下，火箭发动机的比冲越高，火箭的运载能力就越强；火箭发动机最大推力越大，所需的发动机数量就越少。 多国火箭发动机横向比较 国外目前均采用推力较大、比冲较高的高性能火箭发动机，以上文提到的各国大型运载火箭为例，美国宇宙神5火箭使用引进的俄罗斯RD-180液氧煤油发动机，真空最大推力4320千牛，真空比冲337.8秒；俄罗斯质子火箭的RD-253液氧煤油发动机虽然相当老旧，但使用分级燃烧循环设计，真空最大推力仍然达到1830千牛，真空比冲316秒。在氢氧发动机方面，美国的德尔塔4火箭使用本国普惠公司生产的RD-68大推力氢氧发动机，这也是世界上推力最大的氢氧发动机，真空最大推力3445千牛，真空比冲409秒；欧空局的Ariane 5火箭使用法国斯奈克玛公司的Vulcain 2氢氧发动机，真空最大推力1340千牛，真空比冲431秒；日本H-IIA/IIB使用本国的LE-7A氢氧发动机，最大推力1098千牛，真空比冲442秒。 相对来看，YF-100液氧煤油发动机真空最大推力为1340千牛，真空比冲约330秒；YF-77液氧液氧发动机真空最大推力约为70千牛，真空比冲428秒。在主要的地面启动液氧煤油发动机中，YF-100性能仅仅超过了老式的RS-27、RD-107和SpaceX廉价的Merlin等发动机，YF-77液氢液氧发动机更是在主流氢氧发动机中推力和比冲双垫底。这些事实提醒我们的航天液体发动机还需要加大投入，追赶世界先进水平。

在关键的火箭发动机领域，中国与其他西方大国差距仍很明显

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