我国液体火箭发动机发展之路

　　记者：与美国、俄罗斯等航天强国相比，我国液体火箭发动机技术是否还存在差距?如何缩短这些差距?
　　朱森元：从规模上看，我们国家与美国、俄罗斯还存在较大差距，它们是航天强国，规模很大，技术研究领域广泛。我曾到俄罗斯进行过多次考察，那里的技术人员要做很多基础研究和试验，但是他们在总结经验方面做得不够。美国也是不计成本地进行试验，研制出了300吨级推力的火箭氢氧发动机。
　　俄罗斯发动机的燃烧室压力很高，这是标志火箭发动机先进与否的一个重要指标，超过了美国。燃烧室压力越高，说明发动机性能越好。能源号火箭发动机燃烧室压力达到250个大气压，美国航天飞机发动机的是200个大气压。燃烧室压力高会带来冷却、材料等一系列问题，在这方面我们需要向俄罗斯学习。我国液氧煤油发动机燃烧室压力达到了180个大气压。若要达到更高目标，很多设备需要改造，试车台也要重建。
　　但是我国火箭发动机的发展并不是跟着外国的路子走，而是根据自身发展的需要来研制。根据我国2020年前后建成空间站的发展要求，我们研制了长征五号火箭。目前，在某些技术方面我们已经超过了美、俄，不仅很好地解决了技术问题，而且还节约了成本，走了一条中国特色的实用发展道路。
　　记者：对于我国新一代运载火箭的研制，您提出了“低成本、高可靠、无污染，进行模块化研制、积木式发展”的建议，请您详细阐释这个建议的内涵。
　　朱森元：20世纪80年代，我们在调研国际发展趋势后，针对新一代运载火箭的研制，提出了低成本、高可靠、无污染的发展思路。但是要想实现这个目标，必须进行模块化研制、积木式发展，只有这样才能做到低成本、高可靠。
　　我国已经研制了直径2．2 5米、3．35米的火箭，这是可以直接继承的。而要想发展20吨级的空间站，必须研制出直径达到5米的火箭，然后通过捆绑2．25米或3．35米的助推器，形成一系列运载能力的火箭。这一建议的主要思想就在于，在继承现有成果的基础上发展新一代火箭，从而达到节省时间和成本的目的。由于研制出了几种直径的火箭，可以通过积木式拼装组合的方式，实现把10吨、20吨有效载荷送入低轨的目的。新一代运载火箭的发展思路可以做到研制成本低、使用范围广，可以搭载各种重量的有效载荷，最大能达到25吨级，而且氢氧发动机回收后还能重复使用20次。
　　记者：对于目前航天国家热衷于天地往返运输系统的研究，请谈谈您的看法。
　　朱森元：在天地往返运输系统方面，我们已经有了一些预研成果。我认为，天地往返运输系统要想降低成本，必须采用水平发射方式，并将助推器马赫数控制在7以下。如果马赫数超过7，运输器前端材料就不容易解决。按照目前的技术现状，轨道器还无法做到重复使用，助推器可以实现重复使用20次。
　　美国X30计划利用火箭发动机和吸气式发动机组合起来作为动力，我认为这一思路是错误的。从热力学的角度，火箭发动机不可能与吸气式发动机组合，因为吸气式发动机阻力非常大。单级入轨的发动机只能是火箭发动机，水平发射的起飞推重比可以控制在0．7左右，这样单级入轨水平发射运输器在400多秒内就能 达到马赫数25。

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