第一篇：縱談長征五號火箭總體設(shè)計(jì)論證時(shí)所出現(xiàn)的兩處重大失誤

縱談長征五號火箭總體設(shè)計(jì)論證時(shí)所出現(xiàn)的兩處重大失誤

長征五號遙2火箭發(fā)射失敗折射出中國新一代火箭在總體規(guī)劃論證時(shí)就存在的諸多隱患問題，現(xiàn)在有必要進(jìn)行一番總結(jié)，以警示后人。

第一節(jié)，火箭運(yùn)力“夠用就行”思想為長征五號芯級構(gòu)型設(shè)計(jì)留下重大禍患。

二十世紀(jì)晚期，長征五號火箭運(yùn)力上限設(shè)計(jì)區(qū)間完全是圍繞發(fā)射中國未來的空間站艙段平臺來規(guī)劃的，而中國未來空間站艙段平臺的重量上限區(qū)間又受到前蘇聯(lián)和平號空間站艙段平臺設(shè)計(jì)思想的深遠(yuǎn)影響，結(jié)果前蘇聯(lián)質(zhì)子火箭最高LEO運(yùn)力23噸的設(shè)計(jì)指標(biāo)就原封不動(dòng)被帶入中國。

這實(shí)際上就是今天長征五號火箭LEO運(yùn)力上限最終定位于25噸指標(biāo)的最重要原始來源，即完全繼承了前蘇聯(lián)的質(zhì)子火箭LEO運(yùn)力的上限區(qū)間（最后多出2噸是保持一定運(yùn)力的“裕度”）。

與之相反，長征五號GTO運(yùn)力14噸的設(shè)計(jì)指標(biāo)卻完全是“走到那里算那里的投機(jī)產(chǎn)物”。因?yàn)樵诙兰o(jì)晚期（即1990年左右）中國開始醞釀長征五號火箭構(gòu)型方案時(shí)，只有中國921空間站工程的低軌道運(yùn)力需求是完全明朗的（即與前蘇聯(lián)質(zhì)子火箭LEO23噸的運(yùn)力上限區(qū)間完全相同）。而GTO軌道運(yùn)力需求則完全不明朗（歐洲阿里安五火箭研制成功20年后，其GTO運(yùn)力上限還徘徊在10噸左右），也不是長征五號火箭設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí)所要關(guān)注的“重大關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)”，因此“走到那里算那里”。

至于嫦娥五號月球取樣返回工程的提出，那已經(jīng)是公元2000年以后很遠(yuǎn)的事情了。而我在《高涼陳君載人登月與航天研究文集》（本書在互聯(lián)網(wǎng)上很容易就能夠搜索到）一書中就用了很大的篇幅來論述人類火箭運(yùn)力“質(zhì)子瓶頸”所帶來的重大負(fù)面影響。結(jié)果想不到今天這個(gè)質(zhì)子瓶頸又“坑”了中國長征五號火箭一次，現(xiàn)在細(xì)細(xì)回想起來依舊讓人嘆息不已。

那么“質(zhì)子瓶頸”是如何坑了今天中國長征五號火箭的呢？！其影響的傳遞過程就如下。

第一步，中國在規(guī)劃長征五號火箭的LEO運(yùn)力區(qū)間時(shí)，就先入為主“畫地為牢”參考了質(zhì)子火箭的運(yùn)力上限區(qū)間，即也同樣設(shè)定LEO運(yùn)力上限區(qū)間為23噸左右。反正當(dāng)年前蘇聯(lián)的和平號空間站艙段平臺最重的也不到23噸，也“夠用了”。而中國921空間站工程在規(guī)劃研制時(shí)就深受和平號空間站的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)影響，這也是眾所周知的事情。

第二步，當(dāng)長征五號火箭的LEO運(yùn)力上限區(qū)間明確為與質(zhì)子火箭相同的23噸之后，中國的科學(xué)家們就開始具體細(xì)化中國長征五號火箭的芯級構(gòu)型方案。

在原始版本的長征五號火箭主芯級規(guī)劃中是沒有使用YF77氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)想方案的。而是完全基于YF100煤油發(fā)動(dòng)機(jī)平臺參考“長二捆”火箭的演進(jìn)發(fā)展路徑，也依樣畫葫蘆來研制一款YF100發(fā)動(dòng)機(jī)版本的“超級長二捆”火箭就算交差了事。

當(dāng)然，那時(shí)的這一款火箭還尚未命名為長征五號火箭，而是籠統(tǒng)地叫做“921工程火箭”，其具體的構(gòu)型設(shè)想目前在外國的英文航天百科網(wǎng)站上還能夠找得到。

問題的關(guān)鍵是后來YF77氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)由于“種種原因（這其中的演變與競爭角逐至少可以再寫一本厚達(dá)500頁以上的書）”一下子演變?yōu)殚L征五號火箭的主芯級發(fā)動(dòng)機(jī)，而原始基于YF100煤油發(fā)動(dòng)機(jī)要打造中國的“超級長二捆”火箭的設(shè)想隨之徹底破產(chǎn)。

至此，“質(zhì)子瓶頸”開始坑長征五號火箭的外圍因素逐漸形成。

第三步，參考?xì)W洲阿里安五火箭構(gòu)型最終將長征五號火箭研制成功帶入“大坑”。

上面已經(jīng)說到隨著YF100煤油發(fā)動(dòng)機(jī)版本“超級長二捆”火箭方案的流產(chǎn)，中國已經(jīng)決定改為使用YF77低溫發(fā)動(dòng)機(jī)來研制長征五號火箭的主芯級。這時(shí)擺在中國面前的技術(shù)路徑就只余下2條。

A 一條是走前蘇聯(lián)能源號火箭的研制路線方案，即學(xué)習(xí)能源火箭并聯(lián)4臺RD0120氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)的路子，也并聯(lián)4臺YF77氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)來研制中國長征五號火箭的主芯級。

坦率而言，如果中國當(dāng)年采用能源火箭的路徑方案，起碼就絕對不會有今天長征五號遙2火箭徹底失敗事故的出現(xiàn)。因?yàn)橹餍炯壊⒙?lián)4臺YF77發(fā)動(dòng)機(jī)，其中1臺發(fā)動(dòng)機(jī)在300多秒后意外停機(jī)熄火（而發(fā)生毀滅性爆炸則不可能挽救），其余3臺YF77發(fā)動(dòng)機(jī)延長工作時(shí)間后，依舊完全有能力將長征五號火箭的第二級與載荷組合體送入LEO軌道（即目標(biāo)停泊軌道）。

但走能源火箭路徑方案最大的“不利”之處就是研制主芯級時(shí)要同時(shí)使用4臺昂貴的YF77低溫發(fā)動(dòng)機(jī)。

反正長征五號火箭LEO運(yùn)力上限區(qū)間從一開始就設(shè)定為23噸，因此當(dāng)年規(guī)劃設(shè)計(jì)長征五號火箭的科學(xué)家們“靈機(jī)一動(dòng)”，何不改為使用2臺YF77并聯(lián)來研制長征五號火箭的主芯級？！并聯(lián)2臺YF77研制長征五號主芯級當(dāng)然要比并聯(lián)4臺YF77研制長征五號主芯級要便宜節(jié)省得多（表面上理解起來如此，可是今天長征五號遙2火箭失敗所造成的經(jīng)濟(jì)損失保守估計(jì)就高達(dá)30億人民幣以上，折算為美元?jiǎng)t高達(dá)4億美元，按YF77低溫發(fā)動(dòng)機(jī)1臺1000萬美元價(jià)格計(jì)算，4億美元足夠購買40臺YF77氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)了）。

當(dāng)年參與長征五號火箭構(gòu)型方案具體規(guī)劃論證的科學(xué)家們一定是這樣想的。反正歐洲人研制的阿里安五火箭主芯級就單獨(dú)使用1臺發(fā)動(dòng)機(jī)，所用的火神1低溫發(fā)動(dòng)機(jī)單臺推力也只有110多噸。而中國的YF77低溫發(fā)動(dòng)機(jī)單臺推力也有50多噸，那么就改為并聯(lián)2臺YF77發(fā)動(dòng)機(jī)來研制長征五號火箭的主芯級就好了。

結(jié)果這“單純”的一念之差就讓長征五號火箭今天深陷困境不能自拔。

一句話航天發(fā)射“成功重于一切”，能夠最大程度確保絕對成功的火箭設(shè)計(jì)方案其實(shí)才是“最便宜、最經(jīng)濟(jì)的火箭構(gòu)型方案”。否則的話只要一發(fā)射失敗，所有的一切經(jīng)濟(jì)成本投入就通通“湮滅歸零”了。

B 改走歐洲阿里安五火箭的路子讓今天長征五號火箭意外深陷重圍。

中國在規(guī)劃長征五號火箭時(shí)與當(dāng)年歐洲規(guī)劃研制阿里安五火箭時(shí)最大的不同就是長征五號火箭的最大LEO運(yùn)力需求從一開始就非常明確，那就是必須達(dá)到質(zhì)子火箭LEO運(yùn)力相同的上限區(qū)間，即LEO運(yùn)力23噸此一“關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)”。因?yàn)殚L征五號火箭的研制與“921空間站工程”是捆綁并行同時(shí)推進(jìn)的。

而歐洲當(dāng)年研制阿里安五火箭時(shí)卻沒有非常明確的運(yùn)力關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)區(qū)間需求，完全是“走到那里算那里”。只要能夠成功替換掉歐洲原來使用有毒燃料的阿里安4火箭就了事。

第四步，長征五號火箭開始深陷“減重”泥潭無法自拔。

決定命運(yùn)的關(guān)鍵時(shí)刻到來了。前文不是說了中國長征五號火箭的LEO運(yùn)力關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)區(qū)間是23噸嗎？！

是，一直都是。

可是由于中國材料工業(yè)的落后與火箭箭體加工生產(chǎn)工藝技術(shù)的薄弱，長征五號火箭原始規(guī)劃時(shí)確定的LEO運(yùn)力23噸的“關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)”，隨著長征五號火箭研制的推進(jìn)，后來由于“箭體超重”最后居然無法保證實(shí)現(xiàn)了。

不僅如此，921空間站的艙段平臺在建設(shè)過程中也一樣出現(xiàn)“超重”問題。如此長征五號火箭LEO運(yùn)力由于箭體超重下降了2、3噸，而空間站艙段平臺由于結(jié)構(gòu)超重卻又增加了1、2噸。這下可就引來了重大麻煩。

按照目前能夠搜索到的數(shù)據(jù)，長征五號火箭箭體超重問題所帶來的影響極其嚴(yán)重與深遠(yuǎn)。如果不進(jìn)行火箭結(jié)構(gòu)“減重”就按原計(jì)劃照常發(fā)射，有數(shù)據(jù)表明長征五號火箭的LEO運(yùn)力最多只能夠達(dá)到21噸的上限區(qū)間。這離發(fā)射“921空間站”艙段平臺的LEO運(yùn)力“原初關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)”23噸（即就是前蘇聯(lián)質(zhì)子火箭的運(yùn)力上限區(qū)間）相差達(dá)2噸以上。

加之空間站艙段平臺本身也超重1噸多，長征五號火箭的LEO運(yùn)力“關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)”被一再提升，最后定格于今天的25噸為止。

又由于長征五號火箭使用2臺YF77發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)研制主芯級的構(gòu)型方案早就已經(jīng)“技術(shù)凍結(jié)”。結(jié)果從2012年之后，長征五號火箭結(jié)構(gòu)的“減重”問題開始成為長征五號火箭研制的頭號心病。

這也為中國載人航天管理機(jī)構(gòu)在官方文件中屢次提到長征五號火箭研制必須“保運(yùn)力”的觀點(diǎn)所證實(shí)。也直接反映出長征五號火箭運(yùn)載能力遠(yuǎn)遜于初始預(yù)期設(shè)想的重大問題。

問題是火箭結(jié)構(gòu)的“減重”卻不是那么好減的，長征五號火箭箭體減重絕對是“牽一發(fā)而動(dòng)全身”的重大事件（火箭結(jié)構(gòu)減重與維持原來的高度冗余可靠性是典型的“兩難沖突矛盾問題”）。

目前外界人士（不是官方正式結(jié)論）初步確定長征五號遙2火箭的故障出現(xiàn)點(diǎn)主要有兩個(gè)方面。

一個(gè)可能的原因是部分增壓輸送管道在發(fā)射的過程中由于強(qiáng)烈震動(dòng)等原因影響逐漸疲勞、失效、破裂、并開始泄漏，再導(dǎo)致后來出現(xiàn)小規(guī)模爆炸（有長征五號遙2火箭的發(fā)射直播視頻為證），最后直接導(dǎo)致主芯級一臺YF77發(fā)動(dòng)機(jī)徹底停機(jī)熄火。

另一個(gè)可能的原因是YF77氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)本身的渦輪泵、各種接頭閥門、高壓燃?xì)夤艿阑蛘呷細(xì)獍l(fā)生器在發(fā)射時(shí)強(qiáng)烈震動(dòng)的影響下出現(xiàn)失效、破裂與泄漏，再導(dǎo)致后來出現(xiàn)小規(guī)模爆炸，最后也直接導(dǎo)致主芯級一臺YF77發(fā)動(dòng)機(jī)熄火停機(jī)。

因?yàn)橹辈ヒ曨l已經(jīng)表明長征五號遙2火箭主芯級的故障是“逐漸演化”的。在火箭整流罩分離之前泄漏就已經(jīng)開始，之后又發(fā)生小規(guī)模的“爆閃爆炸”。但“設(shè)計(jì)的余度”還是支撐了YF77發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)工作飛行了三、四十秒鐘之后才徹底熄火停機(jī)；而另一臺主芯級發(fā)動(dòng)機(jī)則并不受此一故障影響還能夠繼續(xù)工作。

當(dāng)然，長征五號遙2火箭具體故障原因的確定，就只能夠等待日后官方正式文件公告了。

但高涼陳君認(rèn)為長征五號火箭研制后期的“減重”過程與今天長征五號遙2火箭故障的出現(xiàn)多少都存在“說不清、道不明”的密切關(guān)系。

因?yàn)殚L征五號遙2火箭的發(fā)射直播視頻表明，故障過程明確無誤是“逐漸演化”的，先是出現(xiàn)泄漏，再后來發(fā)生“小規(guī)模爆閃爆炸”，最后才導(dǎo)致1臺YF77發(fā)動(dòng)機(jī)徹底熄火停機(jī)；但主芯級的另一臺YF77發(fā)動(dòng)機(jī)卻不受影響。

因此這起碼表明長征五號火箭的“增壓輸送管道”或者YF77氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)本身的“高壓管道、各種接頭閥門、渦輪泵與燃?xì)獍l(fā)生器”一定存在某些先天的薄弱環(huán)節(jié)。但由于長征五號火箭研制的后期一直深受“超重問題”困擾，結(jié)果這些“先天薄弱環(huán)節(jié)”最后都被“有意或者無意”地忽視了。

畢竟長征五號火箭的LEO運(yùn)力“關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)”都已經(jīng)無法保證了。這些“先天薄弱環(huán)節(jié)”再要“加強(qiáng)與加固”下，長征五號火箭的結(jié)構(gòu)重量再增加2、3噸完全不成問題。結(jié)果就離保證長征五號火箭LEO運(yùn)力25噸的“新關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)區(qū)間”要求更遠(yuǎn)了。

因此長征五號火箭的研制科學(xué)家們企圖僥幸一下就“蒙混”過去。最后卻釀成今天長征5號遙2火箭“星箭俱毀”的大禍。

與之相反，歐洲阿里安五火箭在研制之初由于并不存在必須要確?！斑\(yùn)力關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)區(qū)間”實(shí)現(xiàn)的重大問題。完全是“走到那里就算那里”，結(jié)果研制過程反而要順利得多。

盡管阿里安五火箭的第一次發(fā)射也失敗了，但原因卻不出現(xiàn)在箭體與發(fā)動(dòng)機(jī)等硬件問題上，相反是箭載計(jì)算機(jī)的軟件出現(xiàn)了故障，結(jié)果解決起來也要容易輕松得多。

第五步，經(jīng)過長征五號遙2火箭發(fā)射失敗的現(xiàn)實(shí)沉重教訓(xùn)后，未來改進(jìn)后的長征五號火箭LEO運(yùn)力25噸這一新“關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)區(qū)間”還能不能確保實(shí)現(xiàn)已經(jīng)成為一個(gè)重大問題。

由于長征五號遙2火箭的發(fā)射徹底失敗，長征五號火箭所存在的“薄弱環(huán)節(jié)”的全面加固與加強(qiáng)勢在必行。

因?yàn)殚L征五號遙1火箭能夠發(fā)射成功而遙2火箭卻徹底失敗，這本身就直接表明長征五號火箭的“增壓輸送管道”與YF77發(fā)動(dòng)機(jī)本身的“高壓管道、各種接頭閥門、渦輪泵與燃?xì)獍l(fā)生器”等等薄弱環(huán)節(jié)一直就處于“將敗未敗、將壞未壞的臨界區(qū)間（即一直呈現(xiàn)走鋼絲狀態(tài)，僥幸遙1火箭就發(fā)射成功了，不幸遙2火箭就直接出現(xiàn)故障、結(jié)果“星箭俱毀”。長征五號火箭關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)裕度由于“減重要求”的屢次擠壓，早就已經(jīng)消耗殆盡）”。因此當(dāng)前再不進(jìn)行全面的“加固與加強(qiáng)”就絕對無法再次執(zhí)行發(fā)射飛行任務(wù)。但這就不可避免地讓長征五號火箭箭體的重量再次大幅度“超重”。

現(xiàn)在問題的關(guān)鍵是長征五號火箭“再次超重”后，LEO運(yùn)力關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)將無法確保，而解決的技術(shù)途徑則已經(jīng)不多。高涼陳君認(rèn)為最經(jīng)濟(jì)可行、最節(jié)省時(shí)間與最低改進(jìn)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的方案只有兩個(gè)。

A 增加長征五號主芯級并聯(lián)的YF77發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量（即研制4芯版的長征五號火箭）。

當(dāng)年美國人推進(jìn)星座載人重返月球工程時(shí)，戰(zhàn)神5火箭的研制就飽受“運(yùn)力不足”問題反復(fù)困擾。最后戰(zhàn)神五火箭解決的技術(shù)途徑就是增加主芯級并聯(lián)的RS68氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)量，結(jié)果戰(zhàn)神5火箭由“5芯版”升級為“6芯版”才總算解決此一大難題。

而現(xiàn)在長征五號火箭的升級改進(jìn)不可避免要大幅度增加結(jié)構(gòu)重量，以大大增加火箭的“設(shè)計(jì)安全余度”。如此一來長征五號的研制必然再次受到“運(yùn)力不足”問題的重大困擾。這一次就可以學(xué)習(xí)美國人研制戰(zhàn)神5火箭的技術(shù)路徑，改為并聯(lián)4臺YF77氫氫發(fā)動(dòng)機(jī)來研制長征五號的主芯級。

如果目前長征五號火箭的5米直徑箭體無法裝上4臺YF77發(fā)動(dòng)機(jī)，可以一了百了直接改為研制6點(diǎn)5米直徑（具體直徑數(shù)據(jù)大小由專家們來決定，高涼陳君在此只提供一條解決問題的技術(shù)思路）的新長征五號火箭主芯級。

反正中國的長征二號火箭幾十年來一直使用并聯(lián)4臺YF20發(fā)動(dòng)機(jī)研制主芯級的設(shè)計(jì)方案，我國對“4芯版”火箭的氣動(dòng)與力學(xué)技術(shù)狀態(tài)的掌握經(jīng)驗(yàn)絕對可以說是全球最豐富的。而且當(dāng)年日本人將H2A火箭的直徑大幅度擴(kuò)大，再來研制H2B火箭也非常迅速順利。以今天中國遠(yuǎn)比當(dāng)年日本人要強(qiáng)大得多的空氣動(dòng)力學(xué)造詣能力，我國要研制“4芯版”的6點(diǎn)5米直徑新長征五號火箭主芯級所面臨的空氣動(dòng)力問題完全就是小菜一碟。

至于生產(chǎn)加工6點(diǎn)5米直徑主芯級燃料儲箱的困難問題，高涼陳君認(rèn)為也完全不必高估。只要確保原來的“LEO運(yùn)力25噸關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)”能夠順利實(shí)現(xiàn)就了事，主芯級的薄氫氧儲箱難生產(chǎn)加工直接大幅度增重就了事，反正火箭起飛推力足夠有余。因?yàn)檠兄啤?芯版”長征五號火箭之后，其起飛總推力將高達(dá)128*8+50*4=1224噸，火箭主芯級箭體結(jié)構(gòu)與YF77發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件要大幅度加強(qiáng)加固，增重的余地就要比原來要大得多。

B 增加長征五號火箭捆綁的助推器數(shù)量（即改為捆綁6枚3點(diǎn)35米助推器）。

除去增加主芯級并聯(lián)的YF77發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量的改進(jìn)方案外，也可以改為簡單增加捆綁的助推器數(shù)量來解決長征五號火箭結(jié)構(gòu)再次“超重”的技術(shù)挑戰(zhàn)。

如果改為捆綁6枚3點(diǎn)35米助推器，長征五號火箭的起飛推力將高達(dá)128*12+50*2=1636噸之巨。如此巨大的起飛推力即使長征五號主芯級與YF77發(fā)動(dòng)機(jī)由于大幅度“加固、加強(qiáng)”，整體增重達(dá)四、五噸以上，也一樣能夠輕松確保“LEO運(yùn)力25噸關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)”的實(shí)現(xiàn)。而改進(jìn)升級的技術(shù)難度也是所有方案之中最小的。

第二節(jié)，“2芯版”構(gòu)型火箭先天技術(shù)漏洞（即BUG）的錯(cuò)失發(fā)現(xiàn)，是長征五號火箭總體規(guī)劃論證設(shè)計(jì)人員所犯下的最重大不可原諒錯(cuò)誤。

長征五號遙2火箭已經(jīng)以自身的失敗向世人證明了并聯(lián)2臺發(fā)動(dòng)機(jī)研制主芯級的火箭方案，的確存在重大的“先天性”技術(shù)缺憾漏洞。

在長征五號火箭研制之前，并聯(lián)2臺發(fā)動(dòng)機(jī)來研制主芯級的著名火箭（不知名、沒有代表性的火箭就沒必要去尋找了）全球就只有美國的大力神系列一款火箭（安塔納斯2號、長征7號與H2B火箭則是長征五號技術(shù)方案凍結(jié)之后才出現(xiàn)的同時(shí)代產(chǎn)物）。而其它的火箭主芯級要么是“單芯版（聯(lián)盟、德爾塔

2、H2、H2A、阿里安五等等）”方案，要么是“4芯版（長征二號家族、阿里安四號家族、能源火箭）”方案，要么就是“更多芯版本（土星5火箭并聯(lián)5臺發(fā)動(dòng)機(jī)、質(zhì)子火箭則并聯(lián)6臺發(fā)動(dòng)機(jī)、土星1B火箭則直接就并聯(lián)了8臺發(fā)動(dòng)機(jī)）”的方案。

但由于美國大力神系列火箭所用的LR87肼燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的持續(xù)工作時(shí)間只有區(qū)區(qū)的150秒，加之LR87之類使用肼燃料自燃推進(jìn)劑的發(fā)動(dòng)機(jī)的先天可靠又極高。因此地球上的科學(xué)家們都無意中就忽視了“2芯版”火箭所具有的重大先天性技術(shù)缺憾漏洞。

那就是只要2芯版火箭在起飛過程的初期與中期，只要有1臺主芯級發(fā)動(dòng)機(jī)失效停機(jī)熄火，那怕另一臺主芯級發(fā)動(dòng)機(jī)工作正常，火箭也一樣無法成功進(jìn)入LEO軌道（至于GTO軌道就更加不可能了）。因?yàn)?芯版火箭只要其中的一臺發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)失效后，火箭的姿態(tài)滾轉(zhuǎn)控制就立即變得極其困難。

同樣，一旦火箭的其中一臺發(fā)動(dòng)機(jī)又恰恰好是在火箭發(fā)射的初期與中期失效熄火停機(jī)，如果火箭還飛行于地球稠密大氣層之內(nèi)（而在LEO軌道之外，即速度已經(jīng)達(dá)到第一宇宙速度，無需再擔(dān)心重力影響后則要好辦得多，只要姿態(tài)控制沒出問題就完全還可以挽救），由于火箭推重比已經(jīng)小于1，那怕另一臺發(fā)動(dòng)機(jī)依舊正常工作，姿態(tài)也能夠正?？刂?，但火箭已經(jīng)無力維持正常飛行高度，此次發(fā)射最后也注定要徹底失敗。

也就是說2芯版火箭的“安全冗余度”其實(shí)比單芯版火箭還要低，失敗的風(fēng)險(xiǎn)直接就增加了一倍。

如果說“單芯版”火箭發(fā)射失敗的最高風(fēng)險(xiǎn)是100%，那么“2芯版”火箭發(fā)射失敗的最高風(fēng)險(xiǎn)直接就上升一倍達(dá)到200%。即任何一臺發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)射過程中出現(xiàn)故障并停機(jī)，火箭的發(fā)射都要面臨完全失敗的巨大風(fēng)險(xiǎn)。

因此主芯級火箭要想獲得足夠理想的安全“冗余度”，在設(shè)計(jì)時(shí)就必須要采用至少“4芯版（即至少要并聯(lián)4臺發(fā)動(dòng)機(jī)）”乃至以上（即5芯、6芯、7芯乃至9芯等等）的技術(shù)方案。美國太空探索公司的獵鷹9火箭就直接采用9芯版方案，在實(shí)際發(fā)射過程中也發(fā)生過失敗停機(jī)1臺發(fā)動(dòng)機(jī)，但火箭也依舊發(fā)射成功的真實(shí)案例。

很顯然，長征五號遙2火箭就恰恰成為這一重大先天性技術(shù)缺憾漏洞的“經(jīng)典性”全球驗(yàn)證犧牲品。而且也一下子就將美國的安塔納斯2號、中國的長征7號與日本的H2B火箭所蘊(yùn)藏的同樣安全隱患一同暴露于全球聚光燈之下。

當(dāng)然，由于長征7號火箭主芯級的YF100發(fā)動(dòng)機(jī)只持續(xù)工作180秒與H2B火箭的LE7A發(fā)動(dòng)機(jī)也只持續(xù)工作352秒，均要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于長征五號主芯級YF77發(fā)動(dòng)機(jī)的480秒。這一重大先天性缺憾才暫時(shí)沒有象長征五號火箭顯示的那么致命而已。

但高涼陳君認(rèn)為，經(jīng)過了中國長征五號遙2火箭此一番徹底失敗的探索折騰。未來地球人類火箭的“2芯版”主芯級構(gòu)型方案將會受到空前嚴(yán)峻的質(zhì)疑與批判。

象美國ULA公司新規(guī)劃的火神火箭與日本H3火箭，其主芯級構(gòu)型方案如果不“推倒重來”，日后再次發(fā)生今天“中國長征五號遙2火箭式”失敗的悲劇就注定是時(shí)間遲早的問題。畢竟“2芯版”火箭的這一重大技術(shù)缺憾漏洞是真正由“娘胎里”帶來的，是完全先天性的。只要火箭的主芯級有一臺發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障，并關(guān)機(jī)熄火，由其是在發(fā)射的初期與中期階段，此一次發(fā)射就必?cái)o疑（這已經(jīng)成為“2芯版”火箭的致命性通?。?。

因?yàn)殚L征五號遙2火箭在起飛320秒后，由于一臺YF77發(fā)動(dòng)機(jī)完全熄火停機(jī)，火箭依舊“星箭俱毀”。也就是說長征五號遙2火箭用生命親自驗(yàn)證了“2芯版”火箭在起飛工作預(yù)定的總時(shí)間高達(dá)66%的階段之前，只要有一臺發(fā)動(dòng)機(jī)熄火停機(jī)，火箭的發(fā)射也注定要完全失敗。

當(dāng)然，也有分析師認(rèn)為，如果此一次長征五號遙2火箭其中的一臺YF77發(fā)動(dòng)機(jī)在持續(xù)工作達(dá)400秒之后才發(fā)生故障與熄火停機(jī)，長征五號火箭還存在挽救回來的極大可能（而高涼陳君認(rèn)為姿態(tài)控制能力還有待考驗(yàn)，如果姿態(tài)控制失敗，主芯級其中一臺YF77發(fā)動(dòng)機(jī)那怕就算在持續(xù)工作飛行了440秒之后因故障熄火停機(jī)，長征五號火箭也一樣無法挽救回來）。但在400秒之前主芯級只要有一臺YF77發(fā)動(dòng)機(jī)熄火停機(jī)，都難逃徹底失敗的命運(yùn)。即極限盡頂，“2芯版”火箭容忍其中一臺發(fā)動(dòng)機(jī)熄火停機(jī)的安全“冗余度”，也只有主芯級最后飛行時(shí)段的區(qū)區(qū)10%左右；而在此之前的90%時(shí)間段，只要有一臺發(fā)動(dòng)機(jī)因故障停機(jī)熄火，就注定要“一敗完敗”。

因此長征五號、安塔納斯2號、長征7號與H2B這4款現(xiàn)成火箭極有可能將是地球人類社會最后的4款“2芯版”主芯級化學(xué)推進(jìn)火箭。而未來地球人類社會的化學(xué)火箭要么是“1芯版”方案，要么至少是“4芯版”以上方案（含“4芯版”本身）。

至于“2芯版”方案經(jīng)過長征五號遙2火箭失敗的重大事實(shí)教訓(xùn)，如果還有其它國家或者航天企業(yè)再繼續(xù)發(fā)展研制，那就絕對是“腦殘”的魯莽行為。畢竟兩次跌倒在同一條暗溝里的人，如果不是瘋子就一定是傻子。

總結(jié)，長征五號遙2火箭的發(fā)射失敗折射出在火箭的方案論證規(guī)劃階段，中國火箭總體部門的科學(xué)家所做的工作遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

如果中國的火箭總體部門在規(guī)劃論證長征五號火箭構(gòu)型方案時(shí)的工作能夠做到“足夠的深與足夠的細(xì)”，“2芯版”火箭方案的這一重大先天性技術(shù)缺憾（即BUG）是應(yīng)該能夠提早及時(shí)發(fā)現(xiàn)的。

令人遺憾的是長征五號與長征七號結(jié)果都先后選擇了“2芯版”火箭構(gòu)型技術(shù)方案，因此面對今天長征五號遙2火箭發(fā)射的徹底失敗，是必須要有人站出來為此而負(fù)責(zé)的時(shí)候了。那怕是僅僅負(fù)“學(xué)術(shù)研究”上的責(zé)任，都必須要有人站出來“有所表達(dá)”。

事實(shí)上中國從兩彈一星時(shí)代起就一直“玩”4芯版火箭方案，而且在中國論證、規(guī)劃與研制長征五號火箭之前，前蘇聯(lián)所研制的著名氫氧主芯級火箭“能源號”也同樣是采用“4芯版”的技術(shù)方案。

但在中國研制長征五號火箭，拋棄基于YF100發(fā)動(dòng)機(jī)平臺的“超級長二捆”技術(shù)方案之后，并決定采用YF77氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)來研制長征五號火箭的主芯級之時(shí)，為何突然間就拋棄中國自兩彈一星時(shí)代起，幾十年以來一直所采用的“4芯版”主芯級設(shè)計(jì)方案；反而改為采用中國航天工業(yè)界從未試驗(yàn)研制過的“2芯版”主芯級技術(shù)方案呢？！這其中一定存在一個(gè)“拍腦袋”的輕率論證決策過程。

因?yàn)楹髞淼拈L征七號火箭也同樣采用了“2芯版”的設(shè)計(jì)技術(shù)方案，這其中雖然有追求“模塊化”的原因考慮。但如果僅僅為了“模塊化”而模塊化，輕率就決定讓長征七號火箭主芯級也采用“2芯版”方案，這也折射出在二十世紀(jì)晚期（即1990至2000年之間）中國航天界在規(guī)劃論證中國下一代運(yùn)載火箭時(shí)在“思想態(tài)度”上的極度不嚴(yán)謹(jǐn)與“學(xué)術(shù)研究”上的粗枝大葉、漫不經(jīng)心。否則“2芯版”火箭技術(shù)方案所存在的這樣一個(gè)巨大先天性BUG（即先天性技術(shù)缺憾漏洞），中國的科學(xué)家沒有理由要等到長征五號遙2火箭徹底發(fā)射失敗之后才成功發(fā)現(xiàn)。

坦率而言，高涼陳君認(rèn)為中國航天界如果有任何一個(gè)科學(xué)家或者工程師在長征五號與長征七號火箭目前的“2芯版”設(shè)計(jì)方案凍結(jié)之前，那怕僅僅在學(xué)術(shù)論文中提及到此一重大技術(shù)BUG。那么今天他（或者她）就完全有足夠的理由與資格評選為中國科學(xué)院院士或者中國工程院院士。

希望此文發(fā)表之后，“有心人”能夠找到他（或者她），并給予他（或者她）最大的學(xué)術(shù)榮耀與崇高的歷史評價(jià)（如果這樣的一個(gè)人（或者一群人）曾經(jīng)真正存在于中國的歷史與現(xiàn)實(shí)中的話）。因?yàn)樗麄冏⒍ň褪情L征五號火箭研制過程中曾經(jīng)被埋沒的無名英雄，后人有責(zé)任、有義務(wù)為他們恢復(fù)歷史名譽(yù)并褒揚(yáng)宣傳。

我在《高涼陳君載人登月與航天研究文集》一書中就反復(fù)強(qiáng)調(diào)，長征五號火箭的研制難度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過921載人航天工程四、五倍以上，所要花費(fèi)的資金成本也注定是921載人航天工程的四、五倍以上。

當(dāng)年歐洲人研制阿里安五火箭時(shí)就花費(fèi)了高達(dá)70多億美元的巨額資金（按今天的美元匯率水平計(jì)算，當(dāng)年阿里安五火箭的研究發(fā)展投入經(jīng)費(fèi)已經(jīng)接近150億美元之巨）。根據(jù)“平庸原理”分析，今天中國要完全研制成功長征五號火箭，總投入經(jīng)費(fèi)成本也注定會與歐洲處于伯仲之間，即也必須同樣達(dá)到150億美元之巨。在此就只能夠讓歷史來見證未來。

而為今之計(jì)，長征五號火箭改進(jìn)升級的方向，最可行、最簡單、最經(jīng)濟(jì)與最低技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的方案，一就是增加主芯級并聯(lián)的YF77發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量（即改為“4芯版”方案）；二就是捆綁更多的3點(diǎn)35米助推器（即改為捆綁6枚3點(diǎn)35米助推器）。然后再不惜代價(jià)全面“加強(qiáng)加固長征五號火箭的“增壓管道”與YF77氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)自身的“高壓管道、各種接頭閥門、渦輪泵與燃?xì)獍l(fā)生器”等等薄弱環(huán)節(jié)。

當(dāng)然，如果不想費(fèi)時(shí)費(fèi)力地在各種增壓管道、接頭閥門、渦輪泵與燃?xì)獍l(fā)生器等等薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行全面又復(fù)雜的“加固除險(xiǎn)工程”。在增加主芯級并聯(lián)的YF77發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量（或者捆綁了6枚3點(diǎn)35米直徑助推器）之后。也可以改為大幅度壓縮主芯級YF77氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)的持續(xù)工作時(shí)間為300秒左右，再通過增加一個(gè)“過渡性第二級”的方法來大幅度提升長征五號火箭的飛行可靠性。

何去何從，中國航天部門現(xiàn)在就必須立即下定決心進(jìn)行決擇了。否則美國SLS巨型火箭研制成功之后，作為運(yùn)載能力小于SLS火箭一個(gè)級別的長征五號火箭還是遲遲不能夠成熟穩(wěn)定下來，政治領(lǐng)導(dǎo)人們的面子就無處可擱了。一旦如此，長征五號火箭研制所面臨的政治風(fēng)險(xiǎn)就將會再次迅速增大，不可不察。

陳天（高涼陳君）

2017-8-13