爲了實現中國載人登月的目標，中國研發了新一代載人火箭，也就是長征十號。長征十號的發動機進行了大量的優化工作，成爲中國最高水平的液體火箭發動機。那這款發動機究竟牛在哪裏呢？我是東城觀星，跟大家聊聊長征十號的發動機。

長征十號的發動機是130噸可重複使用液氧煤油發動機，是在長征五號助推器用120噸發動機的基礎上升級來的。這款發動機到底牛在哪裏呢？總結起來，主要有三個優勢。第一個優勢是可重複使用，第二個優勢是使用了發動機工作狀態管理系統，第三個優勢是更靈活的泵後擺技術。

嚴格來說，現在長征五號使用的發動機也是可以多次使用的，在地面已經反複試驗過，那改進後的發動機又有什麽不同呢？可重複使用發動機是爲可回收火箭准備的，通過發動機的多次使用來降低火箭發射成本。火箭發動機不同于汽車發動機，汽車發動機發生故障停車維修就可以了，火箭發動機發生故障搞不好就是箭毀人亡。所以可重複使用火箭發動機應該強調的是可靠重複使用，而不僅僅是可以重複使用。

所謂可靠重複使用，那就是設計好這款發動機能使用20次，那所有産品都應該能安全使用20次以上，而不是有的發動機能用30次，有的發動機只能用10次，平均20次是不能接受的。這種可靠性，是建立在嚴謹的産品設計和反複試驗的基礎上的。火箭發動機注定不可能像汽車發動機和飛機發動機那樣長期重複使用，火箭發動機能重複使用10次以上就已經很不錯了，因爲火箭發動機工作環境非常惡劣。高溫、高壓而且還有劇烈震動。超出絕大多數金屬材料耐受能力的高溫燃燒環境，讓發動機內部一不小心就會被燒毀。比拖拉機還要暴烈不止幾百倍的震動環境，讓發動機隨時都有可能被震出問題來。這樣苛刻的工作環境，讓每一台發動機都能超過設計壽命，並不是一件很容易的事情。

發動機不同的部件有不同的性能，也就有不同的壽命。要想成功設計一款可重複使用發動機，必須要讓所有零部件都能達到預期壽命，任何一個部件滿足不了，就會成爲整台發動機的短板，影響發動機的整體壽命。這對發動機的設計方案要求是很高的，無論是各種部件的生産材料，還是不同部位的結構，都要精心設計，反複做試驗進行驗證。所以，每一款可重複使用發動機，都是千錘百煉出來的，任何材料的選擇都是經過反複試驗的，不允許低于設計壽命的短板存在，當然也沒必要讓某些部件設計壽命遠遠超過整體壽命，說白了就是也不能太浪費了，成本節約很重要。

長征五號的發動機雖然可以多次使用，但多次使用並不是必須的，它並不會回收，設計成一次性的是最好的。把發動機設計成一次性的，就可以降低對各部件的性能要求，間接上可以降低生産成本，從而降低火箭發射成本。一次性的發動機，設計的最高水平應該是能確保一次發射不出問題，預留一定的余量應對可能發生的意外就可以了，不必要按照可重複使用發動機來進行設計。設計的使用次數越多，生産成本越高，火箭發射成本自然也就越高。前面的航天科技都是以能安全飛起來爲指標，對發射成本的關注度不太高。未來航天走向商業化，顯然會出現不同的趨勢，發動機在不能重複使用的情況下，不是壽命越長越好，而是在確保安全的情況下，成本越低越好。

之所以長征五號的發動機強調能多次使用，其實還是爲可重複使用發動機積累試驗數據的，如果不需要積累實驗數據，這款發動機應該越簡約越好，設計壽命不應該太高。反正就發射一次，設計的使用次數太多也是一種浪費。

長征十號火箭的發動機將全面使用發動機工作狀態管理系統。就像生物進化一樣，脊椎動物的祖先之所以能在殘酷的生存競爭環境中脫穎而出，很關鍵的一個因素就是進化出了神經系統，當遇到傷害的時候能第一時間感知到並迅速逃離，從而增加存活的機會。火箭發動機也會經曆一樣的進化過程。早期的發動機，完成地面試驗以後，就認爲可以使用了，發射出去有沒有故障，就不可控了，哪怕在天上放煙花地面人員也無能爲力。隨著技術水平的不斷提高，火箭發動機安裝了越來越多的狀態監控傳感器，時刻掌握發動機的工作狀態，讓地面人員可以了解發動機的所有情況。

當然，隨著發動機技術的進一步提高，僅僅是監控發動機工作狀態，已經不夠用了。現在已經發展出了專門管理發動機工作狀態的管理系統。在引入了自動管理系統以後，不僅可以時刻掌握發動機的工作狀態，還可以時刻根據工作狀態調整工作參數。最典型的案例就是動力冗余技術的實現。多台發動機並聯工作，如果有一台發動機故障，就有可能造成火箭飛行動力不平衡，一不小心就會引爆火箭。最新的管理系統，可以時刻監控每一台發動機的工作狀態，任何一台發動機動力出現異常，操控系統就會根據異常情況及時調整其它發動機的參數，彌補動力異常帶來的影響，即使一兩台發動機完全停止工作，也可以通過其它發動機彌補回來，至少可以避免發射任務完全失敗。

新一代載人火箭發動機在這方面可以做到國內最先進的水平，從而可以保障中國的新一代載人火箭具有很高的安全系數。

長征十號發動機的第三個優勢就是泵後擺技術，這個技術相信很多熟悉航天的朋友都已經了解過了，這裏就不詳細介紹了。說白了，中國以前所有的可擺動發動機都是泵前擺發動機，也就是整個發動機包括燃料泵都會一起搖擺來控制發動機噴火的方向，從而可以調整火箭飛行姿態。而泵後擺技術就是只讓發動機的燃燒室和噴管搖擺，燃料泵和管道不再一起搖擺，這樣的好處就是發動機搖擺的幅度更大，能更好的調整火箭姿態，同時火箭內部空間利用率更高，不用預留那麽多擺動的空間，發動機安裝可以更緊湊。當然，能實現這樣的技術，就要求燃料管道采用軟管技術，對管道接口的密封技術也提出了更高的要求。中國的發動機攻克了這樣的技術，說明中國火箭發動機研發已經達到了世界先進水平。

中國長征十號采用七台發動機並聯的動力方案，靠著狀態管理系統、泵後擺技術能實現安全高效的動力系統。同時，通過發動機可重複使用技術的開發，中國的發動機生産水平也會大幅度提高，不僅將來升級換代更容易，新型號研發也會少走很多彎路。

你覺得中國的長征十號能像長征2F一樣，實現百分百成功率嗎？發動機能否經受住載人航天的考驗？請在評論區發表您的觀點，我們讓時間見證大家的預測。

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