意义何在？现在世界最大整体式固体火箭发动机试车成功

前不久，航天科技四院试车成功了现在世界上最大的整体式固体火箭发动机。火箭直径3.5米，推力500吨，水平世界先进。大伙不禁赞叹：我的国又厉害了一次。那么如许的发动机厉害到什么水平？到底有什么意义？这篇文章给各人做一下讲解。

直径3.5米500吨推力的整体式固体火箭发动机

固体火箭发动机的原理各人应该都了解。固体火箭发动机的结构和窜天猴没有本质区别：壳子内里装药并燃烧，通过喷口向后喷出获得推力。

固体火箭发动机结构

相比液体火箭发动机，固体火箭发动机的优点是推力大，别的不需要加注燃料，随时都能用。因此，固体火箭发动机有两个最紧张的应用场景：一个是军用，这个各人都能理解，比如中国机动发射的东风-41洲际导弹，美国发射井中的民兵III洲际导弹，等等。

美国的民兵导弹是三级固体洲际弹道导弹

另一个用处是做为商业火箭的大推力助推器。比如当年美国航天飞机发射的时候，中间的液氢液氧贮存箱子旁边那两个白色大圆柱子，就是固体火箭助推器，简称SRB。不要小看这两个相对来说很细的助推器，每个能提供约1400吨的推力，是最大的单燃烧室液体火箭引擎F-1的两倍。F-1就是登月用的土星五号使用的引擎。

航天飞机发射

固体火箭也有它的缺点。最主要的就是比冲低。比冲的单位是秒，可以认为是火箭发动机效率的标志。固体火箭比冲通常低于300，而液体火箭发动机一般比冲高于300。美国SRB的比冲只有242。这次新闻报道中的500吨推力发动机的比冲未知。

美国准备用于登月的SLS火箭

或许你已经注意到了，美国航天飞机的助推器，单台推力约1300吨。此外，美国开发中的，且准备用于重返月球的SLS重型火箭的助推器，就是用的当年航天飞机的助推器，推力远超中国的500吨，为什么说中国这款发动机是世界最大呢？

美国SLS火箭的分段式固体火箭助推器

原来，这里要注意定语“整体式”。美国航天飞机和SLS的固体助推器是分段式的，不是整体式。所谓分段式，可以简单理解成二踢脚。美国固体火箭助推器的发动机由五段构成。通过分段能降低技术实现的难度，增加火箭的燃烧时间。

三分段固体火箭发动机

2020年12月，四院成功进行了直径3.2米的三分段固体火箭发动机验证实验。这次500吨级整体式火箭发动机，就是在已有技术基础上的更上层楼。

整体式500吨火箭发动机试验

此外，报道中另一个定语各人可能会忽略，就是“当前”。历史上最大的整体式固体火箭发动机，是美国Aerojet（2013年被洛克达因收购）在上世纪六十年代搞的AJ260，直径足足有260英寸，相当于6.6米，燃烧室长度则有24米，能提供1600吨的推力。

AJ260固体火箭发动机

AJ260原来为登月做准备，并且在佛罗里达州测试成功。由于测试是在夜晚，发动机喷出的火焰在50公里外都能被看到。不过NASA终极决定使用F-1引擎装备土星五号，因此AJ260并没有服役。假如四院这次测试的发动机真的能投入使用的话，将是人类服役的最大的整体式固体火箭发动机，也算是创了一个世界之最。

AR-260测试时的场面

通过这次500吨发动机试验验证成功的技术，必然可以用于构建更强盛分段式发动机，比如实现类似于航天飞机的千吨级推力的固体火箭助推器。现实上，中国一直在搞垂直腾飞水平降落（VTHL）的可复用航天器，说白了就是航天飞机。2020年9月，中国使用长2F火箭发射成功可重复使用航天器。

中国在2020年9月成功进行了可重复使用航天器的实验

中国载人航天项目，即921工程，在启动之初，曾打算研发中国版的航天飞机。只不过由于技术水平有限，不得不从飞船开始。没想到美国航天飞机由于本钱与可靠性问题，连遭失败，竟然又回到了飞船路线，但这并不意味着垂直腾飞、水平降落的航天飞机没有前途。垂直腾飞能实现大载荷，水平降落对乘员来说更舒适，降落地点更灵活。有了大推力固体火箭发动机的助力，中国版航天飞机或许几年后就能出现在各人面前。

中国当年载人航天的几种方案

另一方面，大推力固体火箭发动机在军事上的应用也是毋庸置疑的。中国正在西北和内蒙进行大规模的风电场建设。正常来说风电场是要建塔的，但保不齐有施工队伍把图纸拿倒了挖了井。中国未来必然主要依仗陆基核力量实现核打击，而不是核潜艇发射潜射导弹。东风五号是液体导弹，而且也太老了。使用固体发动机的东风41是机动导弹，不是为发射井优化的。或许新的导弹发射将与拥有新型大推力固体火箭发动机的新一代洲际导弹相匹配。

东风41

这次“世界最大”的固体火箭发动机试验，其实算不上真正的世界之最。不过从某种意义上来说，中国正在航天范畴逐渐赶上曾经一骑绝尘，甚至望不见背影的美国。中国如许快的进步速率，确实出乎很多人的意料。

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