­　　11月3日20時43分，我國首枚大型運載火箭長征五號在中國文昌航天發(fā)射場點火升空。 新華社記者郭程圖

­　　澎湃新聞特約撰稿

­　　11月3日，中國長征五號火箭在海南文昌發(fā)射場發(fā)射成功，這是中國運載火箭運力首次跨入大型運載火箭的行列。長征五號火箭是中國運載火箭新技術的集大成者，它的研制成功為未來發(fā)展更大更先進的運載火箭鍛煉了隊伍、積累了技術經(jīng)驗。

­　　中日兩國都是航天大國，但在很長一段時間，日本運載火箭的技術水平相對更高。長征五號火箭發(fā)射成功之后，中日運載火箭對比會發(fā)生改變嗎？

­　　日本運載火箭的先進性

­　　日本于1970年2月11日搶先中國兩個月，成功發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星—— “大隅”號人造衛(wèi)星。該衛(wèi)星僅重9.4千克，而中國的東方紅一號衛(wèi)星重達173千克。當時日本航天專家也承認，日本火箭與中國火箭存在5年的差距。

­　　但在日本引進美國雷神-德爾塔火箭技術之后，日本火箭技術水平開始超過中國。

­　　日本在引進雷神-德爾塔火箭技術的同時，逐步開展國產(chǎn)運載火箭研究，最終研制出國產(chǎn)的H-II型高性能火箭。H-II火箭在商業(yè)上并不成功，但對日本運載火箭發(fā)展具有里程碑意義。

­　　在H-II火箭的研制過程中，日本開發(fā)了先進的百噸級LE-7分級燃燒循環(huán)液氧液氫發(fā)動機、LE-5A膨脹循環(huán)液氧液氫發(fā)動機，這在當時火箭發(fā)動機中屬于高端設計，性能相當出色。日本的LE-7發(fā)動機和美國的SSME、LE-5A、RL-10發(fā)動機也分別是當時世界上僅有的兩種分級燃燒循環(huán)氫氧機、膨脹循環(huán)氫氧機，堪稱火箭發(fā)動機高端的G2。

­　　由于H-II火箭成本太高，日本隨后研制了H-IIA火箭和H-IIB火箭，前者以H-II火箭為基礎改進而來，使用性能稍遜但工藝和設計更可靠的LE-7A和LE-5B液氧液氫發(fā)動機，火箭運載系數(shù)相當出色。后者在H-IIA的基礎上進一步改進，芯級直徑增加到5.2米，芯級使用雙發(fā)LE-7A發(fā)動機，可將16.5噸載荷送入國際空間站軌道。H-IIB火箭是日本最大和最先進的運載火箭，但只用于執(zhí)行HTV貨運飛船的發(fā)射任務，而且由于發(fā)射費用較高，2020年后將退役。

　　目前，日本正在研制新一代H-III運載火箭，其延續(xù)了日本偏愛創(chuàng)新的傳統(tǒng)，火箭發(fā)動機設計同樣十分驚艷。H-III火箭繼承了H-IIB火箭的5.2米直徑液氧液氫芯級，將使用新研制的LE-9大推力液氧液氫發(fā)動機。這是一種開式膨脹循環(huán)液氧液氫發(fā)動機，通過開式膨脹循環(huán)的獨特設計，實現(xiàn)了火箭發(fā)動機膨脹循環(huán)高可靠性和開式循環(huán)大推力的統(tǒng)一，在世界火箭發(fā)動機設計上自成一家。

　　H-III火箭第二級初期使用LE-5B發(fā)動機，后期可能改用開式膨脹循環(huán)的LE-11發(fā)動機，這是一種推力約27噸、真空比沖467秒的液氧液氫發(fā)動機，堪稱有史以來綜合性能最強的上面級發(fā)動機。

　　長征五號的大跨越

　　中國現(xiàn)役主力運載火箭的發(fā)動機仍然基于20世紀60年代技術，無論火箭總體設計如何變化，也無法與使用20世紀90年代火箭發(fā)動機技術的日本運載火箭一較高下。

　　20世紀80年代，中國同樣提出了新一代運載火箭的研制計劃，不過由于種種原因，直到21世紀初火箭研制才步入正軌。2000年和2001年，120噸級液氧煤油發(fā)動機和50噸級液氧液氫發(fā)動機先后立項研制，2006年國家批準了長征五號火箭的研制立項。

　　長征五號火箭是一種“二級半”設計構型的火箭，這與日本的H-IIA和H-IIB火箭相似，更相似的是它們的一子級和二子級不約而同的都使用了液氧液氫發(fā)動機，不過長征五號火箭助推器使用高壓補燃循環(huán)液氧煤油發(fā)動機，而日本H-II系列火箭使用的是固體火箭助推器。長征五號火箭的助推器基于120噸地面推力的YF-100高壓補燃循環(huán)液氧煤油發(fā)動機，具有較高的比沖和總沖。盡管長征五號火箭的一子級使用的YF-77液氧液氫發(fā)動機和二子級的YF-75D液氧液氫發(fā)動機的性能，稍遜于H-IIB火箭的LE-7A和LE-5B發(fā)動機，但火箭運載系數(shù)還是相對較高，體現(xiàn)了長征五號總體設計的成功。

　　作為中國新一代運載火箭中的大型火箭，長征五號火箭長度56.97米，其中芯級部分直徑5米，全部使用液氧液氫發(fā)動機，助推器配置為4個3.35米直徑的液氧煤油發(fā)動機。形象地說，長征五號的助推器就有長征二號火箭那么粗，而芯級橫著放就有約兩層樓高。

　　官方資料稱，長征五號火箭起飛質量約879噸，起飛推力約1078噸，地球同步轉移軌道運載能力約14噸，在運載能力上遠高于日本運載能力最高的H-IIB火箭，即使是未來H-III系列火箭中運載能力最大的型號，運載能力也無法媲美我國的長征五號火箭。

　　長征五號火箭雖然在運載能力和運載系數(shù)上實現(xiàn)了對日本運載火箭的超越，但由于我國工業(yè)基礎尤其是基礎的材料和機械等部分落后于日本，長征五號火箭的技術水平和日本現(xiàn)役運載火箭仍有一定的差距，尤其是火箭發(fā)動機上差距比較明顯。即使首飛時間比日本H-II火箭晚了20多年，但長征五號火箭的YF-77液氧液氫發(fā)動機仍然在推力和比沖兩項關鍵性能上，還是落后于日本的LE-7液氧液氫發(fā)動機，長征五號第二級使用的YF-75D發(fā)動機在這兩項指標上也略遜一籌。

　　但是，長征五號火箭之后，我國還在研制220噸推力的液氧液氫發(fā)動機和25噸級、460秒真空比沖的上面級液氧液氫發(fā)動機，這將使中國火箭發(fā)動機技術上趕超日本，有助于中國運載火箭技術全面超過日本。