正文
本人不是學航天航空的（大家都知道，我原來是學機床的，現在改行幹軟件電子工控之類的了），故而對於具體的航空航天知識並沒有去深入了解，如火箭發動機的性能、軌道選擇、變軌要求等就不能拍著胸脯向大家保證詳細的性能對比情況，我隻能將知道的東西大致向大家解說，感興趣的童鞋可以用數學（不懂微積分的就不要去計算了）推算去了解到底各個方麵有什麽不同。本坑主要寫的是中國航天(視角主要集中在火箭相關方麵)在大時代背景下發生的一切，來說明中國航天工業之路的艱難和各種事情（過去、現在）和選擇（我們現在覺得好的和壞的）的必然，以及我們如何去了解並對待。其中牽扯到的東西太多、太複雜，也許會讓大家覺得我寫的東西混雜一片，沒有緊扣主題。但我個人覺得這些東西中有它的內在必然邏輯。其中重點的技術分析方麵依靠的是本人經曆中覺得重要的方麵，因為其它方麵有人比我高萬倍，不是我的專長。
我本小人物，本沒有資格來評價先賢們創立的中國航天，隻是在這個時刻不知為何聽到消息後心中有個聲音說：去吧，將你多年的看法寫出來。因此本文是本人多年對中國航天個人情結的一篇總結，僅為自己的內心做一個宣泄。
北京時間8月31日17時28分，我國在西昌衛星發射中心用“長征三號乙”運載火箭發射印度尼西亞“帕拉帕－D”（PALAPA－D）通信衛星，火箭一、二級飛行正常，三級二次點火後出現異常情況，未能將衛星送入預定軌道。
這是所有關心中國航天的人這兩天獲得的一個讓人難以接受的消息，因為我們之前聽到的消息都是“這是中國航天長征係列火箭第XX次連續發射成功”，XX 這個數字在本次發射失敗前已經變成76了，一個讓世人驚歎的數字。我們在10多年的時間中已經習慣了火箭發射成功，已經開始在腦海中潛意識的認為中國火箭的發射已經非常非常成熟，就像大白菜一樣，不會有失敗的。再加上最近幾年，大家關心的是飛機、衛星，加上當年錢學森的那一句“火箭是一次性的，飛機是要反複使用，故而火箭比飛機容易”話被人反複提起，並且世界上能發射衛星的國家越來越多，大家開始認為火箭是低級技術，這樣更加深了大家對長征火箭不敗的信心。這次失敗，自然讓人難以接受。
一，火箭的難度
然而，仔細想來，事實卻和我們大家的認為有很多偏差。
航天之父錢學森當年講“火箭是一次性的，飛機是要反複使用，故而火箭比飛機容易”那句話，是在太祖問他到底搞火箭還是飛機時，背後的含義很明確，國家力量有限，無法全麵鋪開，隻能重點投資一個，錢學森是當時中國最偉大的空氣動力學專家，在米國也是這方麵的頂尖專家，現在大名鼎鼎的NASA噴氣試驗室（你連這個都不知道？那還談什麽航天？）的第一任負責人，被米國海軍次長認為能抵5個師的人，他的意見當然很重要，甚至極其重要。但是太祖忘了一點，錢學森在米國二戰後幹的就是航天，並沒有參與飛機研製，而錢學森在米國那麽多年，早就學會了當時國際最先進的項目規劃管理方式，其中也包括如何向人爭取項目那一套（現在中國的廣大專家們也都學會了，這也是一種和世界接軌）。所以，錢學森說出了那句現在廣為流傳，但誤人不少的話（現在錢學森在米國的同行玩的仍然是這一套，NASA向國會爭取立項仍然是吹的天花亂墜，項目難度是一點沒有，要有也是針對別人而言）。
仔細考慮來，火箭並不是那麽簡單的。雖然一次性，雖然工作時間短，但難度一點都不低。
想想吧，火箭工作的環境極其苛刻，要麽高溫到幾千度（火箭發動機），要麽低溫到零下100多度（飛出大氣層後），火箭發射過程中震動又很大，火箭發射中的力學模型極其困難（火箭百分之八十以上的重量中裝的是液體燃料，又在不停燃燒，燃料箱又很薄，不能按剛體計算,就是後來有了彈性力學，但由於大量液體燃料的原因，也非常難建立模型），研製火箭的難度可想而之。就是在大氣層內，由於火箭速度快，和空氣的劇烈摩擦，火箭表麵溫度也很高，看過神6發射的人都知道，神6在拋下整流罩前（此時還在大氣層內，不過已經是高空了）相當一段時間，火箭外表看已經變成火紅色了，這個溫度可不低。
就是火箭的控製電路，僅電子技術而言，看起來並不先進，甚至很落後，但它要求在極端環境下（包括要防止宇宙射線的幹擾）要有極高的可靠性，不能有任何一點故障。學過電子的人都知道，電子原器件劃分的級別為：商業級、工業級、軍工級、宇航級。火箭上用的原器件就必須是最高的登級--宇航級。控製電路工作要極其穩定，不能有任何偏差，到什麽程度呢，舉個關於軟件的列子：搞過工控的都知道，程序跑飛是必然，隻是概率高低而以，出問題怎麽辦？重起。但火箭上不行，那麽程序設計就必須能一旦跑飛就在極短的時間內糾正回來，還要沿著跑飛前的最後一個步驟正確的走下去。關於這一點，現在工業CPU都有一個中斷叫係統異常中斷，就是宇航部門要求必須有的。
再簡單說一下，開發一款高性能火箭要多少錢，要多少時間？
首先，火箭是個很大的範疇，不先進的就不在我的討論中。否則現在農民都造出飛機了，F22就是落後東西。
其次，研究新的火箭和火箭發動機難度大，費用高，時間長，而用已有的改進，尤其是大部分部件用原來的，則難度要低，時間短，費用要少。這是所有工業產品的通行情況。
依據以上兩個原則，我們來看看一些可以對比的情況：
1、毛子在RD170/RD171係列發動機（800噸級）與其成果能源號火箭上總投入大約在140億盧布。這可是70-80年代蘇聯時期的花費，當時官方匯價是0.86盧布對1美元。
作為對比的米國航天飛機係統，由於並不是像毛人那樣將航天飛機當作火箭的一個載荷送入軌道，故而不好直接對比，但主發動機SSME氫氧發動機（210噸推力）研製花費25億美元，5000萬美刀/台。
2 、宇宙神(Atlas)5兩級運載火箭是洛馬公司“阿特拉斯”火箭家族的最新成員，研製費用超過10億美元。但它是在成熟部件和產品上研發的，發展成本很低廉了。其中最重要的火箭發動機中，第一級芯級發動機是購買毛人的動力機器聯合公司的RD-180煤油液氧發動機發動機。
米國人自認開發RD-180級別（400噸級）和性能（分級燃燒、高壓補燃、膨脹循環）的煤油液氧火箭發動機要花費百億美刀。而RD-180是毛人在 RD170/171上縮減的，有70％左右的組件都與RD－170相同，顯著降低了研製新型發動機的成本（具體數據不知），縮短了研製周期，研製風險較低，也花了至少5年時間。。毛人對米國97年售價為1000萬美刀/台（97年合同是10億美刀101台RD-180，當時毛國的情況大家都知道）。
第二級用氫氧發動機RL10A-4-2，是米國50年代開始開發的RL10係列氫氧發動機的較新改進型號。
3、米國未來航天的主力戰神五號火箭，主發動機的備用競爭者RS-68氫氧發動機（300噸推力，在SSME基礎上開發的，目前用在德爾塔4火箭上，大量采用SSME的部件，並降低技術的先進性，即難度已經降低了很多，可以說是推力簡單放大版），研製用了近5年時間，2000萬美刀/台，沒有公開過研製花費，但在賣剃須刀的廣告上稱研製花費5億美元。
以上都是大推力的火箭發動機，不好和中國現有的長征係列火箭作直接對比。
和中國現在的長征係列火箭對比最直接的是當年歐空局的阿麗亞娜（Ariane）1-4係列火箭，其情況如下：
1、阿麗亞娜1型運載火箭，在“歐洲號”火箭和法國“鑽石號”火箭基礎上研製，研製工作曆時6年時間（1973-1979），投資費用大約10億美刀（1988年幣值）。
第一級為四台歐洲社會推進公司(Societe Europeenne de Propulsion)的維京(Viking)發動機，第二級使用一台維京發動機。第三級是一台氫液氧發動機。此種組合一直被使用到阿麗亞娜4號運載火箭，當然中間做了改進。
2、就算如此，阿麗亞娜4號運載火箭的研製開始於1982年,其研製費用大約6.5億歐洲貨幣單位。
毛人下麵的主力火箭發動機RD-191（200噸級推力，是RD-180的縮減版，這次棒子發射衛星用的就是它，這是RD-191第一次發射試驗，可憐的棒子小白鼠），已經花了數億美刀（棒子就付了2億美刀，因為羅老號，再次可憐它），到現在還不能說是成功的（滿足棒子需求並不代表滿足毛人需求），連帶安加拉河火箭到現在還未成功。毛人的消息是在下麵的幾年內還要在RD-191和安加拉河火箭上花3億美刀。
分析毛人的問題是毛人自強悍的蘇維埃帝國解體以來，一直是基本在吃老本，加上人才流失，故而問題越來越多。
從以上可以看出，研製火箭不是那麽容易的，而是非常難的。那麽我們為什麽對長征係列火箭沒有這個深刻感覺呢？
二，長征火箭的高成功率的發動機基礎
長征1號運載火箭的發動機來DF-4導彈。長征2號到長征4號火箭的發動機來DF-5導彈。我們大家最熟悉的是長征2號到長征4號。
那麽發動機呢？
代號 推進劑 應用
YF-20 聯氨/偏二甲苯 FB-1，CZ-2C第一級
YF-20B 聯氨/偏二甲苯 CZ-2C、2D、2E、3、3A、3B、3C、4A、4B第一級
YF-21 聯氨/偏二甲苯 FB-1，CZ-2C第一級
YF-21B 聯氨/偏二甲苯 CZ-2C、2D、2E、3、3A、3B、3C、4A、4B第一級
YF-22 聯氨/偏二甲苯 FB-1、CZ-2C、2D、3、4A第二級
YF-22B 聯氨/偏二甲苯 CZ-2C、2E、3、3A、3B、3C、4B第二級
YF-23/23F 聯氨/偏二甲苯 FB-1、CZ-2C、2D、3、4A第二級 遊離發動機
YF-23B 聯氨/偏二甲苯 CZ-2C、2E、3A、3B、3C、4B第二級 遊離發動機
YF-24/24F 聯氨/偏二甲苯 FB-1、CZ-2C、3、2D、4A第二級
YF-24B/24D 聯氨/偏二甲苯 CZ-2C、2E、3A、3B、4B第二級
YF-40 聯氨/偏二甲苯 CZ-1D第二級 CZ-4A、4B第三級
YF-73 液氫/液氧 CZ-3第三級
YF-75 液氫/液氧 CZ-3A、3B、3C第三級
看起來很多很雜吧？沒關係，我們再查一下資料，結果是：
第一級：
主發動機：
YF20--〉改進提高性能->YF20B，也作為捆綁助推器發動機
遊機：
YF23/23F-->改進提高性能->YF23B
4台YF20並聯--〉 YF21
4台YF20B並聯--〉YF21B
第二級
主發動機：
YF20-->高空改進-->YF22
YF22-->改進提高性能--〉YF22B
YF22+4台YF23--〉YF24/24F
YF22B+4*YF23B--〉YF24B/24F
第三級：
YF40---來自東風4改進型
YF73---新研製
YF75--新研製
也就是說，不談第3級，發動機都是YF20/B和YF23/23B，而這些都是東風5的產品。光發射火箭就用了數百台，所以技術比較成熟。我們可以高呼YF20/20B、YF23/23B滿賽。
三，本次發射失敗的一個簡單分析
而第3級呢？YF-73和YF-75都是發射同步星時才用的到，一次也才一台，到目前為止總共也才用了不到40台。它們兩又都是全新研製的發動機。因此從某個角度而言，它兩也許還不全麵。事實如何呢？
我們再看一下中國火箭發射失敗的紀錄：
長征2號 1974.11.05. 返回式衛星一號 LEO 酒泉 失敗
一根控製信號導線折斷，火箭在起飛20秒以後姿態失穩，火箭自毀。
長征3號 1984.01.29. 實驗通信衛星 GTO 西昌 失敗
火箭第三級發動機二次點火不成功而失敗。
長征3號 1991.12.28. 東方紅二號甲 通信衛星 GTO 西昌 失敗
火箭的第三級出現故障導致失敗，衛星未能進入預定軌道。
長征2號E 1992.12.21. 澳星B2 LEO 西昌 失敗 國際商業發射
衛星發生爆炸，但火箭仍然將殘骸準確送入預定軌道。整流罩與衛星共振（中方說法）或整流罩結構破壞（美方說法），從而導致衛星爆炸。美方發射前沒有提供衛星力學數據，無法進行星箭耦合試驗。
長征2號E 1995.01.26. 亞太二號 通信衛星 LEO 西昌 失敗 國際商業發射
衛星爆炸引發火箭爆炸，星箭俱毀。整流罩與衛星共振（中方說法）或整流罩結構破壞（美方說法），從而導致衛星爆炸並引發火箭爆炸。美方發射前沒有提供衛星力學數據，無法進行星箭耦合試驗。
長征3號乙 1996.02.15. 國際708號 通信衛星 GTO 西昌 失敗 國際商業發射
火箭慣性平台隨動環回路中電子器件的焊接質量問題
長征3號 1996.08.18. 中星七號 通信衛星 GTO 西昌 失敗 國際商業發射
火箭第三級發動機二次啟動後提前關機，衛星未能進入預定軌道。
長征3號乙 2009.08.31 帕拉帕－D 通信衛星 GTO 西昌 失敗 國際商業發射
火箭第三級發動機二次啟動後提前關機，衛星未能進入預定軌道。（但衛星進入的軌道偏差不是非常大，法方衛星廠家已經變軌回到正確軌道了。按國際通行計算，本次還是可以算成功的。）
這其中信號線問題1次，電子器件問題一次，因為沒有星箭耦合試驗兩次。第3級失敗4次，占了一半。YF-73占了3次，YF-75占了一次。
未經證實的內部小道消息說，這次的YF-75是10多年前研製的存貨，5年前翻新過。當然，理論上是可以這麽幹的，實際上在全世界都屢見不鮮，如俄羅斯就用快到期的導彈改來發衛星。但前提是產品一定要技術很成熟，質量很穩定。否則..........
航天專家又有發言說：“此次衛星（帕拉帕－D）製造商是法國泰雷茲阿萊尼亞宇航公司，也不排除是星箭在耦合方麵或空間環境輻射影響導致的問題。”
而航天專家說的這種情況也不是不存在：上表的澳星B2就是這個原因，不過當時中美雙方都沒有找到這個原因，查來查去，居然雙方出公報互相承認對方沒問題，然後繼續發射。兩年多後的亞太二號發射，又是因為這個問題導致衛星爆炸引起火箭爆炸。這下雙方知道有問題了。最後米方一工程師私下（官方說法，實際上應該是休斯公司示意的，因為休斯公司後來為此向米國司法部門交納了巨額罰款來免罪）找到TG，提出可能是這個問題（當時TG也強烈懷疑是這個問題）並提供數據的。
那麽為什麽會有這種情況發生呢？
要解決星箭耦合問題，衛星方需要提供相當的衛星力學數據，火箭方也要提供火箭的數據，這樣雙方才能經過複雜的計算來看有沒有這個問題。若果有這個問題，改進衛星和火箭後，還要再次計算看是否解決了這個問題。 有了這個數據，TG就可以推測出很多對方設計的秘密，推測對方的設計意圖，如何解決問題等，至少在TG設計衛星時有很好的參照物。而由於TG衛星設計上不如歐美先進，故歐美對此一直是能不提供就不提供，能提供的模糊就模糊。
其實，產品類似的力學數據（不僅是火箭、衛星，飛機、汽車等也同樣）在企業中都是絕密數據，這個數據就是產品詳細設計的一個重要組成部分。我們常說仿製東西容易，但吃透很難。就是這些數據你不知道，也不知道對方到底考慮了什麽，出了問題都不知道是什麽原因，要改進隻能是瞎貓碰死耗子了。
有很多童鞋不知道這樣的力學數據到底是什麽東西，這裏簡單解釋下（鄙人不是幹火箭和衛星的，如有不對之處，歡迎指正）：
我們大家都知道，物體都有固有頻率，遇到外界這個頻率時，就會有共振現象。
古代的一個有趣故事中說：唐朝，有位和尚的磬常常不敲自鳴，突然來的磬聲，使和尚驚恐不安，疑神疑鬼，此事叫當時管理宮中音樂的太樂令遇見，他才作了解釋和試驗，原來是此磬與前殿的鍾，音調相同，由共振而發生了共鳴，前殿敲鍾，磬就自鳴，後來把磬銼了幾下，改變了固有頻率，也就不響了。
當然，這種共振很有趣，但共振也會帶來很多危害。說到共振的危害時，人們最為熟知和引用得最多的，便是下麵這個例子：
18世紀中葉，一隊士兵在指揮官的口令下，邁著威武雄壯、整齊劃一的步伐，通過法國昂熱市一座大橋，快走到橋中間時，橋梁突然發生強烈的顫動並且最終斷裂坍塌，造成許多官兵和市民落入水中喪生。後經調查，造成這次慘劇的罪魁禍首，正是共振！因為大隊士兵齊步走時，產生的一種頻率正好與大橋的固有頻率一致，使橋的振動加強，當它的振幅達到最大限度直至超過橋梁的抗壓力時，橋就斷裂了。類似的事件還發生在俄國和美國等地。有鑒於此，所以後來許多國家的軍隊都有這麽一條規定：大隊人馬過橋時，要改齊走為便步走。
1940年，美國的全長860米的塔柯姆大橋因大風引起的共振而塌毀，盡管當時的風速還不到設計風速限值的1/3，可是因為這座大橋的實際的抗共振強度沒有過關，所以導致事故的發生。
高山上的一聲大喊，可引起山頂的積雪的共振，頃刻之間造成一場大雪崩。
在產品上，共振也是經常要加以避免的，如機床上（向大家致歉，母雞坑中後麵有這部分內容，現在就發表一部分，母雞還請大家先期待）就要避免共振現象，否則加工精度就很差。而機床上的零部件很多，它們之間的連接方式是很複雜的。比如說某個零件的固有頻率是A（這個比較容易就可算出，當然要用到彈性力學和有限元法，還要保證材料的一致性，否則會有較大偏差），另一個零件的固有頻率是B。這兩個零件分別隻對A和B有較大的震動響應。當這兩個零件連接在一起，固有頻率是多少呢？那就很複雜了，跟連接方式很有關係，必須要建立正確的模型（這往往是要人命的東西），而且在最後得到的頻譜圖上，對頻率的震動響應往往不是一個頻率，有多個頻率會導致這兩個物體有較大的震動。而機床上的零件之多，都通過各種方式連接在一起，精確的詳細分析往往都是牛人才能完成。
回頭來說火箭和衛星，火箭在發射過程中會產生震動，在大氣層內因為空氣的作用更會遇到各種空氣造成的震動，發動機的泵工作會造成震動。火箭內有大量的液體燃料，液體燃料在火箭管道中的流動有震動，發動機沒有工作的那幾節火箭中的燃料也會在運動中造成震動。衛星和其中的大量液體燃料也在其中震動。不同情況（容積、密度、成分、裝在容器中燃料的形狀）的火箭燃料本身也對不同頻率的外界震動也有不同響應。而在發射過程中燃料一直在減少，火箭還要分多次拋掉用完的部分，因此情況是極其複雜的。加上液體燃料和外界空氣的問題，流體力學和空氣動力學（這兩東西到現在還是不精確的）也摻雜其中，模型是很困難建立的，計算是很難的。
如果有哪一個頻率剛好和某部分的固有頻率接近，那麻煩就大了。輕者火箭失穩，重者爆炸。衛星也同樣。當年中國研製東3（？），有次發射失敗就是因為震動的關係導致導彈失穩爆炸。
順便提一下，楊利偉坐神5上天時在某段時間就覺得很難受，專家們後來一查，原來是燃料在第2節火箭的管道中流動的頻率和人體某部分比較接近（人體也怕共振，重者會導致人死亡的），改動火箭後，神6的2個宇航員就好多了。
那麽，火箭運載衛星，兩者就連接在一起，必須將火箭和衛星的力學數據放在一起，才能計算出兩者連在一起後的情況，這其中又分：完整火箭和衛星在一起、扔掉助推器後、扔掉整流罩後、扔掉火箭第一級後、扔掉火箭第二級後等多種情況。因為這個計算極其複雜，對技術要求也很高，當年休斯的專家私下早到中方後，一開始不認為中方能建立正確模型並進行計算，中方的專家和他背對背單獨計算後兩個結果一樣才讓他心服口服的。
順便提一句，錢學森、錢偉長、郭永懷等人，都是世界級的力學大師，錢學森還是控製論的世界級大師（當年學控製論，就跑到校圖書館順了一本錢學森的控製論）。沒有他們當年熱血回國，建設一個強大的新中國，很難想象今日的中國航天。此處向他們為代表的老一輩專家表示我等小人物最崇高的致敬。
所以說，航天專家的話有相當的道理，但中國90年代已經在這個方麵吃過虧，不太可能沒對法方提出這方麵要求，那麽也許是法方給的數據不全麵或是有誤差以防止中國從中可能探知法方的技術。
當然，專家還提到了空間環境輻射，不過這就完全是中方火箭的原因了。
我本小人物，本沒有資格來評價先賢們創立的中國航天，隻是在這個時刻不知為何聽到消息後心中有個聲音說：去吧，將你多年的看法寫出來。因此本文是本人多年對中國航天個人情結的一篇總結，僅為自己的內心做一個宣泄。
北京時間8月31日17時28分，我國在西昌衛星發射中心用“長征三號乙”運載火箭發射印度尼西亞“帕拉帕－D”（PALAPA－D）通信衛星，火箭一、二級飛行正常，三級二次點火後出現異常情況，未能將衛星送入預定軌道。
這是所有關心中國航天的人這兩天獲得的一個讓人難以接受的消息，因為我們之前聽到的消息都是“這是中國航天長征係列火箭第XX次連續發射成功”，XX 這個數字在本次發射失敗前已經變成76了，一個讓世人驚歎的數字。我們在10多年的時間中已經習慣了火箭發射成功，已經開始在腦海中潛意識的認為中國火箭的發射已經非常非常成熟，就像大白菜一樣，不會有失敗的。再加上最近幾年，大家關心的是飛機、衛星，加上當年錢學森的那一句“火箭是一次性的，飛機是要反複使用，故而火箭比飛機容易”話被人反複提起，並且世界上能發射衛星的國家越來越多，大家開始認為火箭是低級技術，這樣更加深了大家對長征火箭不敗的信心。這次失敗，自然讓人難以接受。
一，火箭的難度
然而，仔細想來，事實卻和我們大家的認為有很多偏差。
航天之父錢學森當年講“火箭是一次性的，飛機是要反複使用，故而火箭比飛機容易”那句話，是在太祖問他到底搞火箭還是飛機時，背後的含義很明確，國家力量有限，無法全麵鋪開，隻能重點投資一個，錢學森是當時中國最偉大的空氣動力學專家，在米國也是這方麵的頂尖專家，現在大名鼎鼎的NASA噴氣試驗室（你連這個都不知道？那還談什麽航天？）的第一任負責人，被米國海軍次長認為能抵5個師的人，他的意見當然很重要，甚至極其重要。但是太祖忘了一點，錢學森在米國二戰後幹的就是航天，並沒有參與飛機研製，而錢學森在米國那麽多年，早就學會了當時國際最先進的項目規劃管理方式，其中也包括如何向人爭取項目那一套（現在中國的廣大專家們也都學會了，這也是一種和世界接軌）。所以，錢學森說出了那句現在廣為流傳，但誤人不少的話（現在錢學森在米國的同行玩的仍然是這一套，NASA向國會爭取立項仍然是吹的天花亂墜，項目難度是一點沒有，要有也是針對別人而言）。
仔細考慮來，火箭並不是那麽簡單的。雖然一次性，雖然工作時間短，但難度一點都不低。
想想吧，火箭工作的環境極其苛刻，要麽高溫到幾千度（火箭發動機），要麽低溫到零下100多度（飛出大氣層後），火箭發射過程中震動又很大，火箭發射中的力學模型極其困難（火箭百分之八十以上的重量中裝的是液體燃料，又在不停燃燒，燃料箱又很薄，不能按剛體計算,就是後來有了彈性力學，但由於大量液體燃料的原因，也非常難建立模型），研製火箭的難度可想而之。就是在大氣層內，由於火箭速度快，和空氣的劇烈摩擦，火箭表麵溫度也很高，看過神6發射的人都知道，神6在拋下整流罩前（此時還在大氣層內，不過已經是高空了）相當一段時間，火箭外表看已經變成火紅色了，這個溫度可不低。
就是火箭的控製電路，僅電子技術而言，看起來並不先進，甚至很落後，但它要求在極端環境下（包括要防止宇宙射線的幹擾）要有極高的可靠性，不能有任何一點故障。學過電子的人都知道，電子原器件劃分的級別為：商業級、工業級、軍工級、宇航級。火箭上用的原器件就必須是最高的登級--宇航級。控製電路工作要極其穩定，不能有任何偏差，到什麽程度呢，舉個關於軟件的列子：搞過工控的都知道，程序跑飛是必然，隻是概率高低而以，出問題怎麽辦？重起。但火箭上不行，那麽程序設計就必須能一旦跑飛就在極短的時間內糾正回來，還要沿著跑飛前的最後一個步驟正確的走下去。關於這一點，現在工業CPU都有一個中斷叫係統異常中斷，就是宇航部門要求必須有的。
再簡單說一下，開發一款高性能火箭要多少錢，要多少時間？
首先，火箭是個很大的範疇，不先進的就不在我的討論中。否則現在農民都造出飛機了，F22就是落後東西。
其次，研究新的火箭和火箭發動機難度大，費用高，時間長，而用已有的改進，尤其是大部分部件用原來的，則難度要低，時間短，費用要少。這是所有工業產品的通行情況。
依據以上兩個原則，我們來看看一些可以對比的情況：
1、毛子在RD170/RD171係列發動機（800噸級）與其成果能源號火箭上總投入大約在140億盧布。這可是70-80年代蘇聯時期的花費，當時官方匯價是0.86盧布對1美元。
作為對比的米國航天飛機係統，由於並不是像毛人那樣將航天飛機當作火箭的一個載荷送入軌道，故而不好直接對比，但主發動機SSME氫氧發動機（210噸推力）研製花費25億美元，5000萬美刀/台。
2 、宇宙神(Atlas)5兩級運載火箭是洛馬公司“阿特拉斯”火箭家族的最新成員，研製費用超過10億美元。但它是在成熟部件和產品上研發的，發展成本很低廉了。其中最重要的火箭發動機中，第一級芯級發動機是購買毛人的動力機器聯合公司的RD-180煤油液氧發動機發動機。
米國人自認開發RD-180級別（400噸級）和性能（分級燃燒、高壓補燃、膨脹循環）的煤油液氧火箭發動機要花費百億美刀。而RD-180是毛人在 RD170/171上縮減的，有70％左右的組件都與RD－170相同，顯著降低了研製新型發動機的成本（具體數據不知），縮短了研製周期，研製風險較低，也花了至少5年時間。。毛人對米國97年售價為1000萬美刀/台（97年合同是10億美刀101台RD-180，當時毛國的情況大家都知道）。
第二級用氫氧發動機RL10A-4-2，是米國50年代開始開發的RL10係列氫氧發動機的較新改進型號。
3、米國未來航天的主力戰神五號火箭，主發動機的備用競爭者RS-68氫氧發動機（300噸推力，在SSME基礎上開發的，目前用在德爾塔4火箭上，大量采用SSME的部件，並降低技術的先進性，即難度已經降低了很多，可以說是推力簡單放大版），研製用了近5年時間，2000萬美刀/台，沒有公開過研製花費，但在賣剃須刀的廣告上稱研製花費5億美元。
以上都是大推力的火箭發動機，不好和中國現有的長征係列火箭作直接對比。
和中國現在的長征係列火箭對比最直接的是當年歐空局的阿麗亞娜（Ariane）1-4係列火箭，其情況如下：
1、阿麗亞娜1型運載火箭，在“歐洲號”火箭和法國“鑽石號”火箭基礎上研製，研製工作曆時6年時間（1973-1979），投資費用大約10億美刀（1988年幣值）。
第一級為四台歐洲社會推進公司(Societe Europeenne de Propulsion)的維京(Viking)發動機，第二級使用一台維京發動機。第三級是一台氫液氧發動機。此種組合一直被使用到阿麗亞娜4號運載火箭，當然中間做了改進。
2、就算如此，阿麗亞娜4號運載火箭的研製開始於1982年,其研製費用大約6.5億歐洲貨幣單位。
毛人下麵的主力火箭發動機RD-191（200噸級推力，是RD-180的縮減版，這次棒子發射衛星用的就是它，這是RD-191第一次發射試驗，可憐的棒子小白鼠），已經花了數億美刀（棒子就付了2億美刀，因為羅老號，再次可憐它），到現在還不能說是成功的（滿足棒子需求並不代表滿足毛人需求），連帶安加拉河火箭到現在還未成功。毛人的消息是在下麵的幾年內還要在RD-191和安加拉河火箭上花3億美刀。
分析毛人的問題是毛人自強悍的蘇維埃帝國解體以來，一直是基本在吃老本，加上人才流失，故而問題越來越多。
從以上可以看出，研製火箭不是那麽容易的，而是非常難的。那麽我們為什麽對長征係列火箭沒有這個深刻感覺呢？
二，長征火箭的高成功率的發動機基礎
長征1號運載火箭的發動機來DF-4導彈。長征2號到長征4號火箭的發動機來DF-5導彈。我們大家最熟悉的是長征2號到長征4號。
那麽發動機呢？
代號 推進劑 應用
YF-20 聯氨/偏二甲苯 FB-1，CZ-2C第一級
YF-20B 聯氨/偏二甲苯 CZ-2C、2D、2E、3、3A、3B、3C、4A、4B第一級
YF-21 聯氨/偏二甲苯 FB-1，CZ-2C第一級
YF-21B 聯氨/偏二甲苯 CZ-2C、2D、2E、3、3A、3B、3C、4A、4B第一級
YF-22 聯氨/偏二甲苯 FB-1、CZ-2C、2D、3、4A第二級
YF-22B 聯氨/偏二甲苯 CZ-2C、2E、3、3A、3B、3C、4B第二級
YF-23/23F 聯氨/偏二甲苯 FB-1、CZ-2C、2D、3、4A第二級 遊離發動機
YF-23B 聯氨/偏二甲苯 CZ-2C、2E、3A、3B、3C、4B第二級 遊離發動機
YF-24/24F 聯氨/偏二甲苯 FB-1、CZ-2C、3、2D、4A第二級
YF-24B/24D 聯氨/偏二甲苯 CZ-2C、2E、3A、3B、4B第二級
YF-40 聯氨/偏二甲苯 CZ-1D第二級 CZ-4A、4B第三級
YF-73 液氫/液氧 CZ-3第三級
YF-75 液氫/液氧 CZ-3A、3B、3C第三級
看起來很多很雜吧？沒關係，我們再查一下資料，結果是：
第一級：
主發動機：
YF20--〉改進提高性能->YF20B，也作為捆綁助推器發動機
遊機：
YF23/23F-->改進提高性能->YF23B
4台YF20並聯--〉 YF21
4台YF20B並聯--〉YF21B
第二級
主發動機：
YF20-->高空改進-->YF22
YF22-->改進提高性能--〉YF22B
YF22+4台YF23--〉YF24/24F
YF22B+4*YF23B--〉YF24B/24F
第三級：
YF40---來自東風4改進型
YF73---新研製
YF75--新研製
也就是說，不談第3級，發動機都是YF20/B和YF23/23B，而這些都是東風5的產品。光發射火箭就用了數百台，所以技術比較成熟。我們可以高呼YF20/20B、YF23/23B滿賽。
三，本次發射失敗的一個簡單分析
而第3級呢？YF-73和YF-75都是發射同步星時才用的到，一次也才一台，到目前為止總共也才用了不到40台。它們兩又都是全新研製的發動機。因此從某個角度而言，它兩也許還不全麵。事實如何呢？
我們再看一下中國火箭發射失敗的紀錄：
長征2號 1974.11.05. 返回式衛星一號 LEO 酒泉 失敗
一根控製信號導線折斷，火箭在起飛20秒以後姿態失穩，火箭自毀。
長征3號 1984.01.29. 實驗通信衛星 GTO 西昌 失敗
火箭第三級發動機二次點火不成功而失敗。
長征3號 1991.12.28. 東方紅二號甲 通信衛星 GTO 西昌 失敗
火箭的第三級出現故障導致失敗，衛星未能進入預定軌道。
長征2號E 1992.12.21. 澳星B2 LEO 西昌 失敗 國際商業發射
衛星發生爆炸，但火箭仍然將殘骸準確送入預定軌道。整流罩與衛星共振（中方說法）或整流罩結構破壞（美方說法），從而導致衛星爆炸。美方發射前沒有提供衛星力學數據，無法進行星箭耦合試驗。
長征2號E 1995.01.26. 亞太二號 通信衛星 LEO 西昌 失敗 國際商業發射
衛星爆炸引發火箭爆炸，星箭俱毀。整流罩與衛星共振（中方說法）或整流罩結構破壞（美方說法），從而導致衛星爆炸並引發火箭爆炸。美方發射前沒有提供衛星力學數據，無法進行星箭耦合試驗。
長征3號乙 1996.02.15. 國際708號 通信衛星 GTO 西昌 失敗 國際商業發射
火箭慣性平台隨動環回路中電子器件的焊接質量問題
長征3號 1996.08.18. 中星七號 通信衛星 GTO 西昌 失敗 國際商業發射
火箭第三級發動機二次啟動後提前關機，衛星未能進入預定軌道。
長征3號乙 2009.08.31 帕拉帕－D 通信衛星 GTO 西昌 失敗 國際商業發射
火箭第三級發動機二次啟動後提前關機，衛星未能進入預定軌道。（但衛星進入的軌道偏差不是非常大，法方衛星廠家已經變軌回到正確軌道了。按國際通行計算，本次還是可以算成功的。）
這其中信號線問題1次，電子器件問題一次，因為沒有星箭耦合試驗兩次。第3級失敗4次，占了一半。YF-73占了3次，YF-75占了一次。
未經證實的內部小道消息說，這次的YF-75是10多年前研製的存貨，5年前翻新過。當然，理論上是可以這麽幹的，實際上在全世界都屢見不鮮，如俄羅斯就用快到期的導彈改來發衛星。但前提是產品一定要技術很成熟，質量很穩定。否則..........
航天專家又有發言說：“此次衛星（帕拉帕－D）製造商是法國泰雷茲阿萊尼亞宇航公司，也不排除是星箭在耦合方麵或空間環境輻射影響導致的問題。”
而航天專家說的這種情況也不是不存在：上表的澳星B2就是這個原因，不過當時中美雙方都沒有找到這個原因，查來查去，居然雙方出公報互相承認對方沒問題，然後繼續發射。兩年多後的亞太二號發射，又是因為這個問題導致衛星爆炸引起火箭爆炸。這下雙方知道有問題了。最後米方一工程師私下（官方說法，實際上應該是休斯公司示意的，因為休斯公司後來為此向米國司法部門交納了巨額罰款來免罪）找到TG，提出可能是這個問題（當時TG也強烈懷疑是這個問題）並提供數據的。
那麽為什麽會有這種情況發生呢？
要解決星箭耦合問題，衛星方需要提供相當的衛星力學數據，火箭方也要提供火箭的數據，這樣雙方才能經過複雜的計算來看有沒有這個問題。若果有這個問題，改進衛星和火箭後，還要再次計算看是否解決了這個問題。 有了這個數據，TG就可以推測出很多對方設計的秘密，推測對方的設計意圖，如何解決問題等，至少在TG設計衛星時有很好的參照物。而由於TG衛星設計上不如歐美先進，故歐美對此一直是能不提供就不提供，能提供的模糊就模糊。
其實，產品類似的力學數據（不僅是火箭、衛星，飛機、汽車等也同樣）在企業中都是絕密數據，這個數據就是產品詳細設計的一個重要組成部分。我們常說仿製東西容易，但吃透很難。就是這些數據你不知道，也不知道對方到底考慮了什麽，出了問題都不知道是什麽原因，要改進隻能是瞎貓碰死耗子了。
有很多童鞋不知道這樣的力學數據到底是什麽東西，這裏簡單解釋下（鄙人不是幹火箭和衛星的，如有不對之處，歡迎指正）：
我們大家都知道，物體都有固有頻率，遇到外界這個頻率時，就會有共振現象。
古代的一個有趣故事中說：唐朝，有位和尚的磬常常不敲自鳴，突然來的磬聲，使和尚驚恐不安，疑神疑鬼，此事叫當時管理宮中音樂的太樂令遇見，他才作了解釋和試驗，原來是此磬與前殿的鍾，音調相同，由共振而發生了共鳴，前殿敲鍾，磬就自鳴，後來把磬銼了幾下，改變了固有頻率，也就不響了。
當然，這種共振很有趣，但共振也會帶來很多危害。說到共振的危害時，人們最為熟知和引用得最多的，便是下麵這個例子：
18世紀中葉，一隊士兵在指揮官的口令下，邁著威武雄壯、整齊劃一的步伐，通過法國昂熱市一座大橋，快走到橋中間時，橋梁突然發生強烈的顫動並且最終斷裂坍塌，造成許多官兵和市民落入水中喪生。後經調查，造成這次慘劇的罪魁禍首，正是共振！因為大隊士兵齊步走時，產生的一種頻率正好與大橋的固有頻率一致，使橋的振動加強，當它的振幅達到最大限度直至超過橋梁的抗壓力時，橋就斷裂了。類似的事件還發生在俄國和美國等地。有鑒於此，所以後來許多國家的軍隊都有這麽一條規定：大隊人馬過橋時，要改齊走為便步走。
1940年，美國的全長860米的塔柯姆大橋因大風引起的共振而塌毀，盡管當時的風速還不到設計風速限值的1/3，可是因為這座大橋的實際的抗共振強度沒有過關，所以導致事故的發生。
高山上的一聲大喊，可引起山頂的積雪的共振，頃刻之間造成一場大雪崩。
在產品上，共振也是經常要加以避免的，如機床上（向大家致歉，母雞坑中後麵有這部分內容，現在就發表一部分，母雞還請大家先期待）就要避免共振現象，否則加工精度就很差。而機床上的零部件很多，它們之間的連接方式是很複雜的。比如說某個零件的固有頻率是A（這個比較容易就可算出，當然要用到彈性力學和有限元法，還要保證材料的一致性，否則會有較大偏差），另一個零件的固有頻率是B。這兩個零件分別隻對A和B有較大的震動響應。當這兩個零件連接在一起，固有頻率是多少呢？那就很複雜了，跟連接方式很有關係，必須要建立正確的模型（這往往是要人命的東西），而且在最後得到的頻譜圖上，對頻率的震動響應往往不是一個頻率，有多個頻率會導致這兩個物體有較大的震動。而機床上的零件之多，都通過各種方式連接在一起，精確的詳細分析往往都是牛人才能完成。
回頭來說火箭和衛星，火箭在發射過程中會產生震動，在大氣層內因為空氣的作用更會遇到各種空氣造成的震動，發動機的泵工作會造成震動。火箭內有大量的液體燃料，液體燃料在火箭管道中的流動有震動，發動機沒有工作的那幾節火箭中的燃料也會在運動中造成震動。衛星和其中的大量液體燃料也在其中震動。不同情況（容積、密度、成分、裝在容器中燃料的形狀）的火箭燃料本身也對不同頻率的外界震動也有不同響應。而在發射過程中燃料一直在減少，火箭還要分多次拋掉用完的部分，因此情況是極其複雜的。加上液體燃料和外界空氣的問題，流體力學和空氣動力學（這兩東西到現在還是不精確的）也摻雜其中，模型是很困難建立的，計算是很難的。
如果有哪一個頻率剛好和某部分的固有頻率接近，那麻煩就大了。輕者火箭失穩，重者爆炸。衛星也同樣。當年中國研製東3（？），有次發射失敗就是因為震動的關係導致導彈失穩爆炸。
順便提一下，楊利偉坐神5上天時在某段時間就覺得很難受，專家們後來一查，原來是燃料在第2節火箭的管道中流動的頻率和人體某部分比較接近（人體也怕共振，重者會導致人死亡的），改動火箭後，神6的2個宇航員就好多了。
那麽，火箭運載衛星，兩者就連接在一起，必須將火箭和衛星的力學數據放在一起，才能計算出兩者連在一起後的情況，這其中又分：完整火箭和衛星在一起、扔掉助推器後、扔掉整流罩後、扔掉火箭第一級後、扔掉火箭第二級後等多種情況。因為這個計算極其複雜，對技術要求也很高，當年休斯的專家私下早到中方後，一開始不認為中方能建立正確模型並進行計算，中方的專家和他背對背單獨計算後兩個結果一樣才讓他心服口服的。
順便提一句，錢學森、錢偉長、郭永懷等人，都是世界級的力學大師，錢學森還是控製論的世界級大師（當年學控製論，就跑到校圖書館順了一本錢學森的控製論）。沒有他們當年熱血回國，建設一個強大的新中國，很難想象今日的中國航天。此處向他們為代表的老一輩專家表示我等小人物最崇高的致敬。
所以說，航天專家的話有相當的道理，但中國90年代已經在這個方麵吃過虧，不太可能沒對法方提出這方麵要求，那麽也許是法方給的數據不全麵或是有誤差以防止中國從中可能探知法方的技術。
當然，專家還提到了空間環境輻射，不過這就完全是中方火箭的原因了。
評論
目前還沒有任何評論
登錄後才可評論.
