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俄羅斯斷供火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，姍姍來遲，卻威脅不再

文 | 張雪松

當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月3日，俄羅斯國(guó)家航天集團(tuán)公司總經(jīng)理羅戈津表示，為回?fù)裘绹?guó)對(duì)俄羅斯的諸多制裁，俄羅斯將停止向美國(guó)提供火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。

羅戈津：

今天，我們做出一項(xiàng)決定，停止對(duì)美出口俄羅斯動(dòng)力機(jī)械科研生產(chǎn)聯(lián)合體的產(chǎn)品。自上世紀(jì)90年代中期以來，俄羅斯共向美國(guó)交付122臺(tái)“宇宙神-5”運(yùn)載火箭用RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)，其中98臺(tái)已使用。對(duì)于剩下的24臺(tái)RD-180臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，俄不會(huì)再提供技術(shù)維護(hù)。

美國(guó)是一個(gè)極為強(qiáng)大的航天超級(jí)大國(guó)，在大家印象里似乎無所不能，但事實(shí)是，美國(guó)部分主力火箭長(zhǎng)期購買使用俄羅斯的發(fā)動(dòng)機(jī)?，F(xiàn)在俄羅斯斷供，會(huì)影響到美國(guó)的航天發(fā)射能力么？

遙遠(yuǎn)的蜜月時(shí)代

冷戰(zhàn)時(shí)期，美國(guó)和蘇聯(lián)針鋒相對(duì)，展開了全面的競(jìng)賽，尤其是航天領(lǐng)域的競(jìng)賽，更是令人津津樂道。

冷戰(zhàn)后期，美蘇在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)上走了不同的發(fā)展道路：

美國(guó)大力發(fā)展重復(fù)使用的航天飛機(jī)，特意研制了超高性能的液氧液氫發(fā)動(dòng)機(jī)SSME，以及大推力的固體助推器，期待以航天飛機(jī)包打天下。

蘇聯(lián)則是多管齊下，既繼續(xù)使用質(zhì)子號(hào)、聯(lián)盟號(hào)等一次性火箭，也研制了能源-暴風(fēng)雪號(hào)航天飛機(jī)，還衍生出新一代的天頂號(hào)火箭。蘇聯(lián)的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)既有傳統(tǒng)肼基發(fā)動(dòng)機(jī)，也有落后但可靠的RD-107等液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，還有媲美SSME的RD-0120液氧液氫發(fā)動(dòng)機(jī)，以及高壓補(bǔ)燃循環(huán)的RD-170和RD-120液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)。

蘇聯(lián)解體后，美俄關(guān)系迎來蜜月期，雙方深度開展了航天合作。不僅聯(lián)合建造國(guó)際空間站，美國(guó)漸進(jìn)一次性火箭（EELV）還選中了俄羅斯的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。

把訂單送給俄羅斯，美國(guó)并非在做慈善。其目的，是幫助俄維持其航天工業(yè)運(yùn)行，避免冷戰(zhàn)時(shí)期培養(yǎng)出的眾多工程師們，因?yàn)槭スぷ?，而流向其他?guó)家去開發(fā)彈道導(dǎo)彈。

當(dāng)時(shí)還有一件趣事，美國(guó)洛克希德·馬丁公司的宇宙神火箭本來打算選擇俄羅斯庫茨涅佐夫設(shè)計(jì)局的NK-33高壓補(bǔ)燃液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，但俄羅斯液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的頂梁柱——?jiǎng)恿C(jī)械科研生產(chǎn)聯(lián)合體表示，我快不行了。于是俄羅斯航天局和國(guó)防部聯(lián)合致函洛克希德·馬丁公司，強(qiáng)烈推薦還在紙面上的RD-180高壓補(bǔ)燃液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)。

NK-33火箭發(fā)動(dòng)機(jī)

RD-180火箭發(fā)動(dòng)機(jī)

?NK-33是蘇聯(lián)時(shí)代留下來的物美價(jià)廉的現(xiàn)成貨，而RD-180卻要在RD-170基礎(chǔ)上繼續(xù)研制.但美俄蜜月時(shí)期就是這么神奇，在俄官方力挺之下，美國(guó)人真的接受了這塊“畫餅”。美國(guó)普惠公司還投資并幫助解決渦輪泵的問題，最終誕生了專供美國(guó)洛馬公司使用，美國(guó)普惠公司也有全套知識(shí)產(chǎn)權(quán)的RD-180先進(jìn)大推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。

美國(guó)洛馬公司的宇宙神3和宇宙神5火箭，都使用RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)作為第一級(jí)主發(fā)動(dòng)機(jī)。得益于RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)的成熟技術(shù)和穩(wěn)定表現(xiàn)，宇宙神5火箭要比波音公司的德爾塔4火箭更為物美價(jià)廉，不僅性價(jià)比有優(yōu)勢(shì)，而且保障維護(hù)更簡(jiǎn)易。

美俄還建立名為RDAMROSS的公司，專門負(fù)責(zé)銷售RD-180火箭發(fā)動(dòng)機(jī)?？紤]到本土生產(chǎn)成本至少提高50%，普惠公司為了提高利潤(rùn)率，從未在美國(guó)內(nèi)建立生產(chǎn)線，始終直接采購俄制RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)。

半壁江山要靠俄羅斯

美國(guó)空軍漸進(jìn)一次性運(yùn)載火箭項(xiàng)目，催生了宇宙神5和德爾塔4兩種新一代火箭，其中宇宙神5的第一級(jí)使用俄羅斯的RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)。

宇宙神5火箭發(fā)射

兩種漸進(jìn)一次性運(yùn)載火箭中，宇宙神5的發(fā)射次數(shù)更多，即使考慮到德爾塔4有通用助推芯級(jí)（CBC）并聯(lián)的重型型號(hào)，兩種火箭助推芯級(jí)的采購數(shù)量基本是相當(dāng)?shù)摹?strong>也就是說，RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)撐起了美軍漸進(jìn)一次性運(yùn)載火箭的半壁江山！

多年以來，美國(guó)航天使用宇宙神5火箭，發(fā)射了從商業(yè)通信衛(wèi)星到軍用GPS、AEHF、MUOS、SBIRS衛(wèi)星，還有機(jī)密的情報(bào)搜集衛(wèi)星。它還是美國(guó)現(xiàn)在唯一通過認(rèn)證、能夠發(fā)射核同位素電源（RTG）的運(yùn)載火箭。從新視野號(hào)深空探測(cè)器，到好奇號(hào)和毅力號(hào)火星車，這些使用RTG的航天器只能使用宇宙神5火箭發(fā)射。

從這個(gè)意義上說，基于俄羅斯火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的宇宙神5火箭，在美國(guó)航天發(fā)射工具中的地位，是不可替代的。

美俄的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)合作，并非只有RD-180一根獨(dú)苗。雖然當(dāng)年洛克希德·馬丁公司最終選擇了RD-180，但美國(guó)Aerojet公司看中了NK-33，以單臺(tái)一百萬美元的價(jià)格買來36臺(tái)，不僅做了針對(duì)性的改進(jìn)，還獲得了授權(quán)生產(chǎn)的許可。隨后，Aerojet公司將這批NK-33編號(hào)為AJ-26，推向市場(chǎng)。

在NASA的商業(yè)軌道運(yùn)輸服務(wù)（COTS）項(xiàng)目競(jìng)爭(zhēng)階段，先是Kistler公司的K-1火箭，后是接替者軌道科學(xué)公司的安塔瑞斯火箭，火箭第一級(jí)都使用AJ-26發(fā)動(dòng)機(jī)。

COTS項(xiàng)目最終中標(biāo)方是軌道科學(xué)公司和太空探索技術(shù)公司（SpaceX）。

在2014年10月的第三次貨運(yùn)任務(wù)中，安塔瑞斯火箭發(fā)生爆炸，箭船全毀。分析認(rèn)為事故原因源自NK-33發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性問題（也有說法認(rèn)為，美方在沒有俄方專家參與的情況下對(duì)NK-33的改造，可能降低了其可靠性）。

但后續(xù)的安塔瑞斯2火箭，仍然選擇了俄制火箭發(fā)動(dòng)機(jī)——?jiǎng)恿C(jī)械科研生產(chǎn)聯(lián)合體專門為安塔瑞斯火箭量身改制的RD-181。因此夸張一些說，在國(guó)際空間站商業(yè)貨運(yùn)任務(wù)上，俄制火箭發(fā)動(dòng)機(jī)也撐起了半邊天。

安塔瑞斯2火箭使用俄羅斯制的RD-181火箭發(fā)動(dòng)機(jī)

美國(guó)并非沒有能力研制媲美RD-180的發(fā)動(dòng)機(jī)。NASA曾推動(dòng)研制RS-84高壓補(bǔ)燃液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，其地面推力482噸，比RD-180還要高約100噸，而且是單燃燒室設(shè)計(jì)難度更大，不過RS-84研制半途而廢。

美國(guó)后來還提出研制類似RD-180的AJ1E6高壓補(bǔ)燃液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，但研制計(jì)劃也都胎死腹中。

歸根到底，一方面，美國(guó)公司太過于斤斤計(jì)較利潤(rùn)得失；另一方面，由于德爾塔4火箭使用的是國(guó)產(chǎn)的RS-68液氧液氫發(fā)動(dòng)機(jī)，美軍和NASA對(duì)自主的液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)并不上心，這才造就了俄制火箭發(fā)動(dòng)機(jī)占據(jù)了美國(guó)航天發(fā)射市場(chǎng)半壁江山的局面。

無足輕重的制裁

美國(guó)公司經(jīng)濟(jì)利益至上，但美國(guó)作為一個(gè)國(guó)家卻不可能如此。

2014年烏克蘭危機(jī)后，不僅有羅戈津這樣的俄國(guó)政要以斷供火箭發(fā)動(dòng)機(jī)威脅，美國(guó)參議員麥凱恩也推動(dòng)通過法案，要求美國(guó)軍用發(fā)射任務(wù)禁用俄制火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，美國(guó)空軍迅速啟動(dòng)RD-180替換項(xiàng)目，準(zhǔn)備用國(guó)產(chǎn)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)取代之。

宇宙神5火箭的主承包商，是洛馬、波音公司的發(fā)射部門聯(lián)合成立的聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟（ULA）。

2014年，ULA公司無法立刻擺脫對(duì)RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)的依賴，而俄羅斯動(dòng)力機(jī)械科研生產(chǎn)聯(lián)合體也需要繼續(xù)出口RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)換外匯，因此接下來的幾年里，ULA公司一邊研制使用國(guó)產(chǎn)BE-4液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)的新型火箭“火神”，同時(shí)也儲(chǔ)備了數(shù)量不少的RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)，以保證順利過渡到火神火箭投入使用。

新型火神火箭，將使用藍(lán)色起源研制的BE-4液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)

?換句話說，雖然宇宙神5火箭使用俄制RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)，但今天即使俄羅斯斷供，宇宙神5火箭的正常發(fā)射任務(wù)也幾乎不會(huì)受到影響。

那么使用RD-181發(fā)動(dòng)機(jī)的安塔瑞斯2火箭呢？的確會(huì)受到影響。然而，安塔瑞斯和安塔瑞斯2火箭的第一級(jí)，都生產(chǎn)自位于烏克蘭第聶伯羅彼得羅夫斯克的南方設(shè)計(jì)局（Yuzhnoye）。目前烏克蘭硝煙彌漫戰(zhàn)火紛飛的環(huán)境下，怎么將俄制RD-181發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)送到烏克蘭南方設(shè)計(jì)局，從而組裝火箭第一級(jí)呢？因此，俄烏沖突結(jié)束之前，安塔瑞斯2火箭橫豎是無法繼續(xù)生產(chǎn)的，俄羅斯禁不禁售RD-181發(fā)動(dòng)機(jī)，都無關(guān)緊要了。

如果一定要說俄禁運(yùn)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的影響，那最高興的恐怕就是全球首富、超級(jí)網(wǎng)紅馬斯克。

馬斯克旗下的SpaceX公司現(xiàn)役擁有獵鷹九號(hào)和重型獵鷹火箭，這兩種火箭使用自產(chǎn)的梅林液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，全無被卡脖子的隱患。

SpaceX公司自研梅林液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，用于獵鷹九號(hào)、獵鷹重型火箭。而在創(chuàng)業(yè)之初，馬斯克也曾想從俄羅斯購買火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。

?現(xiàn)在安塔瑞斯2火箭無法繼續(xù)生產(chǎn)，而剩下的宇宙神5火箭都定好了任務(wù)載荷，原來由安塔瑞斯2火箭發(fā)射的天鵝座貨運(yùn)飛船，也許就不得不轉(zhuǎn)包給獵鷹九號(hào)火箭發(fā)射了。這真是天上掉餡餅！

不僅如此，藍(lán)色起源公司的BE-4發(fā)動(dòng)機(jī)研制進(jìn)度屢屢推遲，如果將來宇宙神5火箭打完了，BE-4發(fā)動(dòng)機(jī)還未能完成研制，導(dǎo)致火神火箭無法平滑接班的話，ULA公司痛不欲生的同時(shí)，馬斯克必將拿到更多的發(fā)射合同。

難怪有人笑話說，普京應(yīng)該查一下羅戈津是不是在SpaceX公司有股份，甚至拿了馬斯克的黑錢了。

本文系“太空與網(wǎng)絡(luò)”/《衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò)》雜志原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載全文及引用核心觀點(diǎn)至微信公眾號(hào)或其它新媒體平臺(tái)、及網(wǎng)站，請(qǐng)?jiān)?/span>文首注明出處、公眾號(hào)ID及作者。感謝支持有態(tài)度的媒體！

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