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谈一谈火箭运载能力的问题

        在军事天地转帖区看到了sky1997兄弟转载的一篇帖子，其中对比了中国和其它几个国家火箭的载荷，担心有的朋友可能片面地因为中国的火箭运载能力比较低，就此认为中国的火箭技术不行。因此想和论坛的朋友们讨论一下这方面的问题，限于原文的转载性质，可能不太方便在那里讨论，于是在这里另外开了一个帖子，自己写了一点东西，希望能抛砖引玉，让大家都来谈一谈自己的看法。


        火箭的载荷确实是火箭性能的一个很重要的指标，要发射航天飞机，发射大型的卫星，甚至发射国际空间站（国际空间站都是一块部件一块部件的发射上去组装，但是每块部件也都很大），总之，你要想在外太空干点大事，没有大载荷的火箭是肯定不行的，小火箭根本承担不了这些运载任务。所以说火箭的载荷是火箭性能的一个很重要的指标。但是，能不能因为中国火箭载荷不高，就因此而说中国的火箭技术落后呢？答案肯定是否定的。

        首先，火箭的载荷不是单纯由技术因素所决定的。

        苏联和美国当初发展火箭技术的时候，主要是应用在军事上，所以发射场地的位置都是选择比较偏僻的地方，建造在战略腹地。中国也一样，酒泉和西昌这两个发射基地都是建设在战略腹地中，这样做有一个非常大的好处，就是在军事防御上很有利。
        
        这样做也有一个很明显的弊端，火箭技术是一个很复杂很复杂的系统，那不是说你在沙漠里建造一两个工厂就OK的，得有几百上千个工厂的支持，要跨几十甚至几百个行业才能办得到的。而你在战略腹地建造的火箭发射场往往是一片荒凉，怎么去把火箭做出来？
        
        苏联的解决办法是在发射场附近新建城市，用新建一个特殊的城市来保证火箭系统的运行，这样做的弊端是非常明显的，很多工厂制造的设备你火箭系统都是只用上一个两个零件，而工厂建造起来不可能只卖一个两个零件就能收回成本了，由于这些工厂都是在荒郊野外新建的工厂，产品生产出来后除了供应给火箭发射系统，没有别的地方可以卖了。这就浪费了建造工厂的资源，这可是几百上千个工厂啊。所以苏联的模式是失败的，建造工厂的成本实在太高昂了。
        
        美国有另外一个办法，就是在大城市中，利用大城市里完备的工业体系来建造火箭，然后把建造好的火箭分段运输到火箭发射场，这样做不需要重新建造很多的工厂，比较起苏联的方法，美国建造火箭的成本要小的多。
        
        但是这个办法又出现了另一个问题，就是火箭的运输问题，火箭又大又长，运输不可能用公路来运，只能用铁路来运输，而由于当初选的火箭发射场都是比较偏僻、崇山峻岭围绕的地方。用铁路运输，必然要经过隧道和长长的、狭窄的地区，这样对火箭的直径就提出了要求。火箭的直径不能造的太大太长，不然无法用火车来运送。而发展大载荷的火箭又必须把火箭的直径加大加长，这就产生了一个矛盾，新建工厂的成本高，成本低的办法又无法运输。怎么去解决这个问题呢？
        
        最简单的办法，你火箭不是太大太长不好用火车运么，那就不用火车运了，用船来运。于是，美国新的火箭发射场全是建造在海边，成功的解决了这个问题。

        这么说起来，我们国家为什么没有大载荷火箭的问题也就清楚了，不是技术跟不上，而是要么建造成本太高，要么火箭造出来运不到酒泉西昌去，无法发射。
        
        所以，为什么建造海南文昌火箭发射场对我们国家来说那么急，那么重要。大家都能理解了吧。

        其次，评价一个国家火箭技术的先进与否，可供参考的数据有很多，火箭的载荷只是其中的一项。

        火箭技术性能中最难，最重要的地方有很多，包括安全性、可靠性、进入轨道精确度（火箭进入轨道的精确度是由多方面决定的，包括测控技术和空间变轨技术）等等。这些才是评价一枚火箭性能如何的最重要的数据。从我们国家近几年连续成功发射神舟系列飞船，以及嫦娥一号探月卫星的情况来看，我们国家的火箭无论在安全性、可靠性、还是进入轨道精确度方面都达到了一个相当高的水平。我个人认为，我们国家制造的火箭的技术仅仅排在美国、俄罗斯、欧洲（如果可以把欧盟称作一个国家的话）的后面，甚至可能比欧洲还要强一些。

        这里再说点题外话，谈一下空间变轨技术，我们知道，火箭技术和弹道导弹技术是相通的，一个国家的火箭技术发展的怎么样，看它的弹道导弹就知道了。而空间变轨技术在弹道导弹上是很重要的一项技术。俄罗斯的白杨洲际弹道导弹之所以号称能突破任何导弹防御系统，主要依靠的就是这门本领。白杨每进行一次空间变轨，NMD系统计算弹道导弹落点的时间要延迟数分钟，而白杨在攻击过程中要进行4次左右的空间变轨，这样留给NMD防御的时间就大大缩短了，防御的效果大打折扣。而空间变轨技术我们国家老早就掌握了，也已经运用到了洲际弹道导弹上，尽管没有俄罗斯的那么先进。


        本人是军事方面的菜鸟，文化水平也不高。出于对火箭方面的兴趣，很粗糙的写了一点自己的认识。肯定有很多错误的地方，请大家多多包涵，也希望论坛的高手们能多多指点，有讨论才能有提高么。
        
        由于本人是第一次写原创作品，希望大家能多多的鼓励一下，不要对我进行人身攻击。谢谢大家

[[i] 本帖最后由 t67374714 于 2009-9-12 23:00 编辑 [/i]]

火箭发射由于地心力的关系，纬度越低越好。所以在海南建设。

我们国家从一穷二白到今天帮助别的国家发射商业卫星,说明火箭技术还是在比较先进的
同时,火箭水平发展对导弹的帮助无疑是巨大的

火箭技术俄美世界第一梯队，中国应该是第二，也不错拉

中国的火箭不错了吧，至少属于低梯队，全球一共才几个国家能发射呢

楼主标题是运载能力问题，谈的是火箭运输障碍造成了没办法造出合乎所谓的“大火箭”。
火箭制造是一项系统工程，可以把他想象成阿波罗计划那样的大工程，需要许多相关研究院，大学，制造工厂的配合才能完成。所以对一个国家的科研能力，制造业水平，科学管理体系等等方面都是个考验。
    说火箭的运载能力的大小首先要看的就是火箭推进器技术。这才是最关键的。显然，在这点上我国和美国是存在相当的差距的。
    其次是看有没有必要制造。例如，美国土星系列的运载火箭在阿波罗计划之后就搁置了，原因就是没有必要制造这类火箭，发射近地卫星不需要用牛刀。
    最后就看制造工艺水平了，因为是造火箭，可以造一堆零件在里面挑个最好的，一锤子买卖。如果是批量化生产面向民用市场，那估计企业早倒闭了。潜台词就是——制造工艺水平落后。
     火箭发射考虑的外因除了战略位置，最主要的还是看气候。因为发射火箭对天气状况要求很高，所以选址很挑。

感觉楼主在偷换概念而已。

提出的两个所谓的约束条件

第一，成本。根据楼主的主张，美国已经解决了，只要不照搬苏联的做法就没有问题。所以此约束并不成立

第二，运输。真的是运不动吗。不要说用铁路。美国佬还喜欢用波音747来把航天飞机“背”回家呢。而中国的火箭呢，可以看一下珠海的航展，珠海是一个没有铁路连接的城市。所有的火箭都是使用汽车分段运输的。汽车尚且能够负载，火车不行？

最后，如果建造海南的发射基地的主要考虑因素是运输，我们可以这样推断一下：

在海南，首先要建一个巨型港口，用于接收连火车都装不下的巨型火箭；其次，用建造特制的运输轨道，因为总不能够在港口发射吧；接着，所有的火箭的制造必须在沿海的大港口进行，因为这个火箭太过庞大了，要是在内陆制作，火车运不出来，需要直接上船。然后，出现了这样一个悖论：运来运去的，搞那么多事情，不如直接就在火箭的制造地发射。而这却恰恰回到苏联的死路子上。

终上所述，由于运输问题，制造大推力的火箭是不可能的。美国佬的大推力火箭，必然像苏联一样，陷入破产的地步。

希望各位能够对于火箭了解的更多.
首先,载荷并不是讨论火箭好坏的重要因素,要看任务需要.
其次,火箭发射地的选址首先是要靠近赤道,这样可以节省燃料,当然天气情况也要好.
制造打火箭不是光造出来就可以了.没有足够宽的铁路或者大船是没法运到发射基地的.

不知各位注意没有，我们的火箭总是又细又长。那是因为火车要穿许多的山洞，只能造细长型的。海南发射基地建成我们的火箭恐怕就要粗壮一些了。据说我国现正在研究两千吨级的火箭，那是有登月任务的需要。没有这样的目标，造超大载荷的火箭干嘛？

回复 7楼 的帖子

哈哈，终于有一个可以认真讨论的了，我很高兴。
CGabriel 兄弟，你似乎没有搞清楚我说的大型火箭是什么样的火箭，我发几张图出来看看

俄罗斯的质子火箭

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阿丽亚娜火箭
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你认为这样的东西我们国家要用什么办法运到酒泉去？


铁路是肯定没有办法的了

飞机的运送有很多问题，并且不是每个火箭发射场附近都能兴建大型机场来供747这样的飞机起降的，总之，用飞机运送，难点不少，问题很多。

珠海靠近海边，火箭到了港口再运送到珠海并不需要经过什么山区。而且，珠海航展上展示的都是模型，模型和实物是不一样的。最后，我想问一下，珠海航展展示的火箭好像都是我们国家的长征吧？似乎没有见过珠海航展上有原比例展示质子、阿丽亚娜的。

海南并不需要建什么巨型港口，一般的港口就足够了，船运和火车运输是完全不同性质的事情，你有时间去海南玩的话建议你去坐船，粤海铁路的船一次就可以运一列火车过海，这样的船来海南的时候都不需要特别扩大港口。海南东方市的港口只是一个一般大小的港口，都已经可以停下数万吨的船。文昌附近找个能运个火箭的港口不是什么问题了，几千吨的船应该都可以运输分解后的火箭。

火箭的建造当然要靠近港口，有消息说我们国家正在把天津建造成新的火箭制造基地，天津港你听过吧？

火箭运送到港口后，再运到发射场就不是什么大问题了，你看我的文章没看仔细，铁路运输的最大问题是火车要经过山区，包括过隧道什么的都是你要考虑的。而运到港口在运输到发射场，并没有这样的问题。

[[i] 本帖最后由 t67374714 于 2009-9-12 19:22 编辑 [/i]]

中国要在海南文昌建造火箭发射场还真完全不是运输问题。大家要知道，火箭发射离赤道越近，所消耗的能量越小，所以法国干脆把它的卫星发射场放在了它的海外殖民地南美洲的法属圭亚那。
而美国把发射场建在海边确实有部分原因是运输问题。以下就是问题的答案，当然我是04年听我大学同学说过，现在这些内容则是baidu来的
美国航天飞机的火箭推进器，因为这些推进器造好之后是要用火车从工厂运送到发射点，路上要通过一些隧道，而这些隧道的宽度只是比火车轨宽了一点，所以它的尺寸决定于隧道的宽度。美国铁路两条铁轨之间的标准距离是4.85英尺，这个奇怪的标准，究竟是从何而来呢？原来，这是英国的铁路标准，而美国的铁路原先是英国人建的。 为什么英国人用这个标准呢？原来英国的铁路是由建电车轨道的人所设计的，而这个正是电车所用的标准。电车的铁轨标准又是从哪里来的呢？原来最先造电车的人以前是造马车的，而他们是沿用马车的轮宽标准。马车为什么要用这个轮距标准呢？因为如果那时候的马车用任何其他轮距的话，马车的轮子很快会在英国的老路凹陷的路辙上撞坏的。因为这些路上的辙迹的宽度是4.85英尺。这些辙迹又是从何而来的呢？古罗马人所定的。因为在欧洲，长途老路都是由罗马人为他们的军队所铺设的。4.85英尺正是罗马战车的宽度。如果任何人用不同的宽度的轮宽在这些马路上行车的话，他的轮子的寿命都不会长。那么，罗马人为什么以4英尺8.5英寸为战车的轮距宽度呢？原因很简单，这是战车的两匹马屁股的宽度。
火箭助推器宽度(1.435米)=铁轨宽度=电车轮距=马车轮距=战车轮距=两匹马屁股宽度。
这个故事提出一个概念叫路径依赖，也就是说，作为一个标准或者其它什么事情，一开始一个很小的或者可能是很随意的举动，都可能对很多后续的事情和行为标准进行规范，甚至到了不可改变的地步。
路径依赖是诺贝尔经济学奖获得者格拉斯.诺思提出的著名理论。

轨道不是最主要的问题，靠近赤道不过是更方便一点。文昌发射场的建立主要还是运输问题。否则照你们这么说，那俄罗斯就不用发射什么火箭了，他们离赤道最远

中国的“大火箭”项目是要在天津进行的，会不会是在天津制造出来，再运到海南去

海南那个地方的应该是专门为商业卫星发射而建造的。
感觉美国的一些做法确实值得学习。

斑竹留言一下，找不到这个帖子了，所以提升一下。

回复 16楼 的帖子

不只是商业卫星，我们国家的嫦娥系列以后都要在文昌发射。
        因为只有大火箭才能支持嫦娥项目，现在的火箭能放个探月卫星上去已经很吃力了，将来还有宇航员、科研设备、保障宇航员生命维持的系统、月球车、返回地球的设备（这次不光是到月球上，宇航员还要飞回来）等等。这些设备的重量大，对火箭的要求非常高。那些细细长长的火箭满足不了需要。
        你仔细看看10楼里 质子 和 阿丽亚娜 的图片，多么雄壮威武啊。我们以后肯定要搞空间站（空间站的科研能力远远不是放个神舟飞船漂几天就可以达到的）、要搞航天飞机（在外太空军事对抗中只有航天飞机才可以对付航天飞机）。那么就一定要有那样的火箭。
         可以说我们以后重要的航空活动都离不开文昌这个名字了，文昌火箭发射场的建设绝对是我们国家航空事业的一个里程碑。
         将来，文昌火箭发射场的发射任务将会非常的重。而酒泉和西昌这两个发射场只会用做补充。当文昌有重要的发射任务时，一些不太重要的发射任务就会交给酒泉和西昌。

[[i] 本帖最后由 t67374714 于 2009-9-14 21:50 编辑 [/i]]

火箭载荷的高低 与技术水平应该是正比关系！
运输途径是个问题 但只是个简单问题 投入一定量的资金 修一条从上海到西昌的宽幅公路 风险性接近于0
那么火箭呢？ 美国当年研制土星5号 几十万参与者 500多亿美元的投资（注意几十年前美元币值） 这个成功率有多高、风险有多大 美国人自己恐怕都心里打鼓 技术才是决定成败的关键 这种例子很多 并不只限于火箭方面
技术方面 感觉我们还是落后的
助推级欧美用固体推进剂 优点是燃料效率高 技术可以方便的转移到洲际导弹上
长征的助推级 是液态煤油加红烟硝酸 价格便宜 毒性较低 缺点就是燃料效率低 这是影响载荷的一个主要因素
氢氧发动机我们的水平与西方同样有差距 是另一个因素
技术方面的问题不解决 即使把发射场直接建在赤道上 也是无用功！

老夫不太懂火箭，不过老夫坚决支持国家建设火箭项目，首先，无论造什么，都比把这些钱拿去公款吃喝了要好，第二，这种大型项目对于巩固领土，发展边疆，刺激经济都是非常有好处的，第三，这种高科技项目可以大大提升中国的科技实力，培养科技人才，中国的文科学生太多了，要理工立国。

回复 19楼 的帖子

heixibao1 兄弟说的有些道理，我说一下我的看法。

        首先，我们先聊一下土星5号吧，土星5号已经可以说是人类历史上的一个传奇了，一提到这个火箭，我能想到的词只有牛B两个字。在这里放几张图，让论坛的朋友们都看看它吧。

[img]http://bbs.warchina.com/bbs1/attachments/month_0909/0909142252bc75fb27fe07820f.jpg.thumb.jpg[/img]

[img]http://bbs.warchina.com/bbs1/attachments/month_0909/0909142252f70c26f0b9be15bd.jpg.thumb.jpg[/img]

        它的研发时间是在冷战的时候，当时苏联的航空水平遥遥领先于美国。美国当然不愿意在太空竞赛中输给苏联。因此在很多条件都不具备的情况下疯狂的制定赶超计划，美国研制土星5号在我看来可以说是不计成本、不惜代价的投入，那可真是个疯狂的年代啊。换作现在是绝对不可能的了，因此，土星5号的高成本是有着特殊的背景的，我们不能要求现在的中国也像当时那样研发火箭，即不科学，又不划算。

        其次，公路的修建成本是非常非常高的。在城市，你要考虑拆迁的问题，在山区，你要考虑过隧道等问题。专门建一条从上海到酒泉西昌的宽幅公路，成本绝对是很高的，你考虑下我们国家在航空事业上的投入有多少，就知道这个是不可能、也是没有必要这么做的事情（那还不如在文昌搞个发射场划算呢，国家领导人不傻）。

        其次，你说土星5号投入了500多亿美元的投资。这个我是很怀疑的，哪怕是在当时那个疯狂的时代，我也不相信美国会拿500多亿美元去搞这个工程。我在网上查了一下维基百科，里面说的是从64年至73年，总投资高达65亿美元，其中66年是最高的，有12亿美元。我还特地问了一下这方面的朋友，他说可能不止这个数字，另外应该还有一点。但是具体数目到底是多少，他也说不好了。

        你500亿美元的数据我不知道是从哪里来的，我想是不是你看的是整个阿波罗登月计划的投资，那个应该有500亿美元。单单土星5号这一个项目，考虑到当时的币值，500亿美元我觉得是个不太可能的数字。65亿美元就已经是非常吓人的了，那个时候可是在60、70年代啊。

        最后，火箭的固体燃料和液体燃料应该说是各有优点，这方面我不是很了解，说不好。我记得固体燃料最大的优点就是发射准备时间短，这个在弹道导弹上是一项很重要很重要的指标，在火箭发射上应该不是那么重要。
  
        我们国家的确长征2系列、长征3系列用的都是液体的燃料，我记得应该不是你说的 液态煤油加红烟硝酸
的燃料。长征3系列的第三级用的是氢氧发动机，其它（包括长征3系列的一二级和长征2系列）是用偏二甲肼（UDMH）作燃料，四氧化二氮（N2O4）作为助燃剂。这两种燃料我不了解了，说不出优缺点。
   
        但是我们国家并不是没有固体燃料推进的火箭，2003年09月16日在山西省太原卫星发射中心试验的“开拓者”就是固体火箭。长2长3没有用估计是有多方面的考虑，这个也证明了固体燃料和液体燃料各有利弊。现阶段液体燃料可能是一个比较好的选择。

        PS，我仔细查了资料。俄罗斯的质子火箭用的是剧毒的可贮存液体燃料。能源号用的是四台液体助推器和四台液体火箭发动机。阿丽亚娜是在“钻石号”火箭基础上研制的三级液体火箭，它的捆绑式助推火箭有用固体燃料的，也有用液体燃料的。土星5号也是三级火箭，一级采用5台F-1发动机，推进剂为液氧和煤油。第二级长25米，采用液氧液氢推进剂。第三级和土星1B号火箭的第二级相同，用一台大推力J-2液氧液氢发动机。

        所以说，火箭用液体燃料并不落后。

昨天看央视新闻，话说要在海南建航天发射基地，2013年完工，到时火箭从天津港出发，经过空中和海上运输火箭到达文昌发射场，海南好啊，靠近赤道，纬度低，可以提高地球同步轨道卫星的运载能力，可以提高火箭的推力到百分之10，这百分之十的推力不可小瞧，意味着中国更大的载人飞船和建立永久性航天站，意味着远程洲际导弹的载弹量。换句话说就是提高了载荷量，省燃料啊，因为要将一公斤的物品送入太空，就要消耗上千斤的燃料，这个。。。
目前世界上最好的发射基地是法属圭亚那 ，它那里纬度低至5度，紧接着就是咱海南的文昌了，纬度19度，呵呵，国家地儿大好啊。