熱點(diǎn)新聞：據(jù)《華爾街日?qǐng)?bào)》報(bào)道，近日美國防部宣布，將繼續(xù)向聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司（ULA）購買安裝俄羅斯RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)的“宇宙神”-5火箭,直至2024或2025年。報(bào)道稱，由于美國自身研制和應(yīng)用國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)需要的時(shí)間超出預(yù)期，在2028年前可能一直需要從俄羅斯購買火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。

點(diǎn)評(píng)：美國和俄羅斯都是航天大國，都具有雄厚的航天技術(shù)實(shí)力。隨著近些年美俄綜合國力差距不斷拉大，美國在航天領(lǐng)域很多方面都已經(jīng)超過了俄羅斯，成為了當(dāng)之無愧的頭號(hào)航天強(qiáng)國。但作為航天發(fā)射的關(guān)鍵部件，美國在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)上卻長期依賴俄羅斯，作為其主力運(yùn)載火箭之一的“宇宙神-5”使用俄制RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)已是公開的秘密。

近年來，出于國家安全考慮，美國國內(nèi)研制RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)替代品的呼聲迅速高漲，尋找RD-180替代方案成為美國當(dāng)前的一個(gè)緊迫事項(xiàng)。但由于種種因素限制，美國在短期內(nèi)還是很難擺脫對(duì)RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)的依賴，替代產(chǎn)品的研發(fā)仍任重而道遠(yuǎn)。

美俄國際合作的典范

俄羅斯是世界老牌航天強(qiáng)國。蘇聯(lián)解體后，雖然俄經(jīng)濟(jì)實(shí)力遭到沉重打擊，制約了航天技術(shù)的發(fā)展，但依靠其雄厚的技術(shù)積累，在包括運(yùn)載火箭、衛(wèi)星、飛船等領(lǐng)域依然能與美國抗衡。

RD-180火箭發(fā)動(dòng)機(jī)屬于俄羅斯幾大高技術(shù)產(chǎn)品之一，是由俄羅斯動(dòng)力機(jī)械科研生產(chǎn)聯(lián)合體生產(chǎn)制造的一款雙燃燒室、雙噴嘴的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)由RD-170系列衍生而來，并繼承了RD-171的富氧預(yù)燃室設(shè)計(jì)，采用共享渦輪泵，推進(jìn)劑為液氧和煤油，使用高壓分級(jí)燃燒循環(huán)，使發(fā)動(dòng)機(jī)效率更高，真空推力超過400噸、比沖3052米/秒，性能非常卓越。無論是推力、重量，還是可靠性，該發(fā)動(dòng)機(jī)均優(yōu)于美歐的同類產(chǎn)品，是大推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的首選，也是目前世界上同級(jí)別產(chǎn)品中最優(yōu)秀的一種。

從應(yīng)用歷程來看，該發(fā)動(dòng)機(jī)曾應(yīng)用于前蘇聯(lián)的“能源號(hào)”重型運(yùn)載火箭第一級(jí)。冷戰(zhàn)結(jié)束后，美國利用蘇/俄急于投向西方懷抱的機(jī)會(huì)，積極獲得這種令西方眼饞的火箭。1990年，美國運(yùn)載火箭開始使用RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)射軍用衛(wèi)星。1997年，美國與俄羅斯簽訂了總額為10億美元的銷售合同，使得美國成為俄羅斯RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)的唯一用戶。根據(jù)合用，俄羅斯將在2018年底前共向美國交付101臺(tái)RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)，用作“宇宙神-5”運(yùn)載火箭的芯一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)。

“宇宙神-5”火箭是美國空軍的改進(jìn)型一次性運(yùn)載火箭，承擔(dān)著美國重要衛(wèi)星的發(fā)射任務(wù)，是美國的當(dāng)前主力運(yùn)載火箭——這也使RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)在美國航天發(fā)射任務(wù)中發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。20多年來，美國共發(fā)射該火箭70多次，先后啟動(dòng)了月球、火星、冥王星和木星探測(cè)任務(wù)，僅出現(xiàn)過一次故障。2017年7月，俄動(dòng)力機(jī)械科研生產(chǎn)聯(lián)合體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)公司執(zhí)行長伊戈?duì)枴ぐ栕糇舴蛐?，將如期繼續(xù)向美國提供11臺(tái)RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)。這不僅進(jìn)一步加深了美國對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)的依賴性，也使得RD-180成為美俄合作的典范。

物美價(jià)廉的優(yōu)勢(shì)選擇

當(dāng)然，美國航天依賴俄制火箭，主要并非技術(shù)原因。火箭發(fā)射屬于一次性裝備，成本控制是個(gè)很大的問題。冷戰(zhàn)結(jié)束后，美國航天部門的預(yù)算大幅縮減，急需一款性能穩(wěn)定且價(jià)格便宜的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。從價(jià)格上來看， RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)大致相當(dāng)于1000萬美元一臺(tái)，而美國航空噴氣公司提出的LOX AR-1型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)方案，單臺(tái)LOX AR-1型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的報(bào)價(jià)就是2500萬美元，還沒有分?jǐn)偯绹?0億美元的研發(fā)費(fèi)用，成本超過進(jìn)口俄羅斯的兩倍還要多。因此，RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)的低價(jià)格成為美國火箭發(fā)動(dòng)機(jī)無法比擬的優(yōu)勢(shì)。

據(jù)此，美國防部副部長羅伯特·沃克表示，如果一旦放棄RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)，美國的火箭發(fā)射成本將大大增加。例如，以單次發(fā)射費(fèi)用至少要增加40%左右的數(shù)字來算，美軍在6年內(nèi)將會(huì)增加15億至50億美元的支出。而且，在美國軍方制定的未來15年計(jì)劃中，對(duì)火箭項(xiàng)目的撥款是排在隱形戰(zhàn)機(jī)、戰(zhàn)略導(dǎo)彈、核潛艇、航母等?？哲婍?xiàng)目之后的，相對(duì)有限的資金投入更使得火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)項(xiàng)目前途堪憂。而繼續(xù)使用RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)，則會(huì)節(jié)省大量資金，從而更好地完成美?？哲娪?jì)劃的優(yōu)先項(xiàng)目。

從研發(fā)實(shí)力來看，長期以來，美國大部分衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)均由美國空軍和國家航天局（NASA）完成。但自2006年起，美國空軍開始將發(fā)射“宇宙神-5”型火箭的任務(wù)分包給了聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司，該公司作為一家民間企業(yè)，為追求最大利潤，長期以來只依賴采購的俄制RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)，而不再研發(fā)同級(jí)別的發(fā)動(dòng)機(jī)，從而導(dǎo)致其研制火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的能力逐漸衰退。因此，在當(dāng)前的背景下，使用物美價(jià)廉的RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)是美國目前最佳的選擇

替代產(chǎn)品研發(fā)短期難以完成

雖然RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)性能可靠、價(jià)格便宜、供貨穩(wěn)定，但事關(guān)美國國家安全的火箭發(fā)射任務(wù)若一直依賴俄制發(fā)動(dòng)機(jī)，肯定是美國政府的一個(gè)隱憂。如果繼續(xù)使用RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)，那么美國在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的核心技術(shù)難免空心化，使得整機(jī)進(jìn)口受制于人。在美俄關(guān)系轉(zhuǎn)冷的情況下，一旦俄方斷貨，就會(huì)給美國航天發(fā)射制造不小的麻煩。而事實(shí)是，烏克蘭危機(jī)爆發(fā)后，俄羅斯確實(shí)宣布向美國禁運(yùn)RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)，更令美國對(duì)火箭發(fā)射的供應(yīng)鏈可靠性問題感到擔(dān)憂，也使得研制RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)替代品的呼聲在美國國會(huì)和其他各處的呼聲迅速高漲。

2016年2月27日，空軍部長德博拉·李·詹姆斯在參議院聽證會(huì)上表示，逐步擺脫對(duì)俄制發(fā)動(dòng)機(jī)的依賴是美國軍方當(dāng)前工作的重點(diǎn)。美國空軍聲稱，正在與其他公司洽談，可能在未來公布更多火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研制合同，目的是滿足國家航天發(fā)射安全的需要，擺脫對(duì)外國的戰(zhàn)略依賴，并支持美國航天領(lǐng)域私企在全球市場(chǎng)上的商業(yè)競爭力。而在此之前，美國眾議院武裝軍兵種戰(zhàn)略力量委員會(huì)在起草2015財(cái)年國防預(yù)算法案時(shí)就已建議，撥款2.2億美元研制RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)的替代品。此外，負(fù)責(zé)監(jiān)察秘密情報(bào)衛(wèi)星項(xiàng)目的眾議院特別情報(bào)委員會(huì)也在致力于為RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)替代品投資。

從目前情況來看，NASA和美國空軍已經(jīng)開展了替代性研究項(xiàng)目，其中包括藍(lán)源公司的BE-4液氧/甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)、洛克達(dá)因公司的AR-1液氧/煤油發(fā)動(dòng)機(jī)以及馬斯克的“重型獵鷹”火箭研制計(jì)劃等。2016年2月29日，美《防務(wù)新聞》報(bào)道，美國空軍已經(jīng)授予聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司一個(gè)4660萬美元的合同，用于發(fā)展“火神”火箭的BE-4助推火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。據(jù)藍(lán)源公司創(chuàng)始人貝索斯透露，BE-4發(fā)動(dòng)機(jī)將完全由美國設(shè)計(jì)和制造，利用計(jì)算機(jī)仿真和增材制造等最新技，采用甲烷液氧燃料，發(fā)動(dòng)機(jī)推力約2446千牛。如果研制成功，BE-4不僅可用于宇宙神-5火箭，還可用于藍(lán)源公司的未來可重復(fù)使用軌道運(yùn)載器，在擺脫對(duì)RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)依賴的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)美國運(yùn)載火箭主發(fā)動(dòng)機(jī)的國產(chǎn)化，可謂一舉兩得。

此外，美國空軍還向航空噴氣-洛克達(dá)因公司和聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟發(fā)出了合同，要求研制新型AR-1液氧/煤油火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。根據(jù)航空噴氣公司的聲明稱， AR-1發(fā)動(dòng)機(jī)將用于空軍的“先進(jìn)廉價(jià)運(yùn)載火箭”項(xiàng)目，設(shè)計(jì)推力約為2224千牛，研制費(fèi)用預(yù)計(jì)達(dá)8～10億美元，需4年時(shí)間。如果一切進(jìn)展順利，AR-1 發(fā)動(dòng)機(jī)的研制工作將于2019年前后完成，成為期待RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)的重要舉措。

盡管美國為替代RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)采取了多項(xiàng)舉措，但無論是從研發(fā)時(shí)間還是產(chǎn)品質(zhì)量方面來說，都存在諸多不利因素。日前，由美國航天專家組成的一個(gè)委員會(huì)對(duì)在不使用RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)條件下的美國火箭發(fā)射情況進(jìn)行了展望。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，要研制出可替換RD-180型發(fā)動(dòng)機(jī)的產(chǎn)品最少需要5年甚至更多的時(shí)間，而美國目前RD-180火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的儲(chǔ)備量僅能滿足兩年的火箭發(fā)射需求，因此存在一個(gè)近三年的發(fā)射缺口。這三年的缺口將對(duì)美國的敏感領(lǐng)域，特別是軍事衛(wèi)星通信和導(dǎo)彈防御體系造成嚴(yán)重后果，并進(jìn)一步影響其中長期太空計(jì)劃。

此外，由于美國目前的新型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品都還在研制或試驗(yàn)階段，性能上都需進(jìn)一步論證，離真正替代RD-180還有一段距離。例如，BE-4發(fā)動(dòng)機(jī)采用了液氧/甲烷推進(jìn)劑，這需要重新設(shè)計(jì)宇宙神-5火箭的一子級(jí)結(jié)構(gòu)，而ATK公司提出的固體發(fā)動(dòng)機(jī)方案，也需要把一子級(jí)原有的單發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)改為雙發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，其全箭環(huán)境適應(yīng)性對(duì)一些用戶的衛(wèi)星也將是一種挑戰(zhàn)。此外，無論是BE-4還是AR-1，其單機(jī)推力都小于RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)，控制系統(tǒng)也需同步更新。因此，至少在可預(yù)見的未來，美國將難以擺脫對(duì)RD-180發(fā)動(dòng)機(jī)的依賴，替代產(chǎn)品的研發(fā)任重而道遠(yuǎn)。

（兵韜志略是由國防科技大學(xué)國際關(guān)系學(xué)院外軍研究中心副主任方曉志為澎湃防務(wù)欄目開設(shè)的個(gè)人專欄，盤點(diǎn)一周重大防務(wù)事件，評(píng)點(diǎn)信息背后暗藏的玄機(jī)，剝繭抽絲、拂塵見金，每周一期，不見不散）