長征5號首飛成功：中日火箭誰更強？

11月3日，中國長征五號火箭在海南文昌發射場發射成功，這是中國運載火箭運力首次跨入大型運載火箭的行列。

長征五號火箭是中國運載火箭新技術的集大成者，它的研製成功為未來發展更大更先進的運載火箭鍛鍊了隊伍、積累了技術經驗。

中日兩國都是航天大國，但在很長一段時間，日本運載火箭的技術水平相對更高。長征五號火箭發射成功之後，中日運載火箭對比會發生改變嗎？

日本於1970年2月11日搶先中國兩個月，成功發射了第一顆人造衞星——“大隅”號人造衞星。該衞星僅重9.4千克，而中國的東方紅一號衞星重達173千克。當時日本航天專家也承認，日本火箭與中國火箭存在5年的差距。

但在日本引進美國雷神-德爾塔火箭技術之後，日本火箭技術水平開始超過中國。

日本在引進雷神-德爾塔火箭技術的同時，逐步開展國產運載火箭研究，最終研製出國產的H-II型高性能火箭。H-II火箭在商業上並不成功，但對日本運載火箭發展具有里程碑意義。

在H-II火箭的研製過程中，日本開發了先進的百噸級LE-7分級燃燒循環液氧液氫發動機、LE-5A膨脹循環液氧液氫發動機，這在當時火箭發動機中屬於高端設計，性能相當出色。日本的LE-7發動機和美國的SSME、LE-5A、RL-10發動機也分別是當時世界上僅有的兩種分級燃燒循環氫氧機、膨脹循環氫氧機，堪稱火箭發動機高端的G2。

由於H-II火箭成本太高，日本隨後研製了H-IIA火箭和H-IIB火箭，前者以H-II火箭為基礎改進而來，使用性能稍遜但工藝和設計更可靠的LE-7A和LE-5B液氧液氫發動機，火箭運載係數相當出色。後者在H-IIA的基礎上進一步改進，芯級直徑增加到5.2米，芯級使用雙發LE-7A發動機，可將16.5噸載荷送入國際空間站軌道。

H-IIB火箭是日本最大和最先進的運載火箭，但只用於執行HTV貨運飛船的發射任務，而且由於發射費用較高，2020年後將退役。

目前，日本正在研製新一代H-III運載火箭，其延續了日本偏愛創新的傳統，火箭發動機設計同樣十分驚豔。H-III火箭繼承了H-IIB火箭的5.2米直徑液氧液氫芯級，將使用新研製的LE-9大推力液氧液氫發動機。這是一種開式膨脹循環液氧液氫發動機，通過開式膨脹循環的獨特設計，實現了火箭發動機膨脹循環高可靠性和開式循環大推力的統一，在世界火箭發動機設計上自成一家。

H-III火箭第二級初期使用LE-5B發動機，後期可能改用開式膨脹循環的LE-11發動機，這是一種推力約27噸、真空比衝467秒的液氧液氫發動機，堪稱有史以來綜合性能最強的上面級發動機。

長征五號的大跨越

中國現役主力運載火箭的發動機仍然基於20世紀60年代技術，無論火箭總體設計如何變化，也無法與使用20世紀90年代火箭發動機技術的日本運載火箭一較高下。

20世紀80年代，中國同樣提出了新一代運載火箭的研製計劃，不過由於種種原因，直到21世紀初火箭研製才步入正軌。2000年和2001年，120噸級液氧煤油發動機和50噸級液氧液氫發動機先後立項研製，2006年國家批准了長征五號火箭的研製立項。

長征五號火箭是一種“二級半”設計構型的火箭，這與日本的H-IIA和H-IIB火箭相似，更相似的是它們的一子級和二子級不約而同地都使用了液氧液氫發動機，不過長征五號火箭助推器使用高壓補燃循環液氧煤油發動機，而日本H-II系列火箭使用的是固體火箭助推器。

長征五號火箭的助推器基於120噸地面推力的YF-100高壓補燃循環液氧煤油發動機，具有較高的比沖和總衝。

儘管長征五號火箭的一子級使用的YF-77液氧液氫發動機和二子級的YF-75D液氧液氫發動機的性能，稍遜於H-IIB火箭的LE-7A和LE-5B發動機，但火箭運載係數還是相對較高，體現了長征五號總體設計的成功。

作為中國新一代運載火箭中的大型火箭，長征五號火箭長度56.97米，其中芯級部分直徑5米，全部使用液氧液氫發動機，助推器配置為4個3.35米直徑的液氧煤油發動機。形象地説，長征五號的助推器就有長征二號火箭那麼粗，而芯級橫着放就有約兩層樓高。

官方資料稱，長征五號火箭起飛質量約879噸，起飛推力約1078噸，地球同步轉移軌道運載能力約14噸，在運載能力上遠高於日本運載能力最高的H-IIB火箭，即使是未來H-III系列火箭中運載能力最大的型號，運載能力也無法媲美我國的長征五號火箭。

長征五號火箭雖然在運載能力和運載係數上實現了對日本運載火箭的超越，但由於我國工業基礎尤其是基礎的材料和機械等部分落後於日本，長征五號火箭的技術水平和日本現役運載火箭仍有一定的差距，尤其是火箭發動機上差距比較明顯。

即使首飛時間比日本H-II火箭晚了20多年，但長征五號火箭的YF-77液氧液氫發動機仍然在推力和比衝兩項關鍵性能上，還是落後於日本的LE-7液氧液氫發動機，長征五號第二級使用的YF-75D發動機在這兩項指標上也略遜一籌。

但是，長征五號火箭之後，我國還在研製220噸推力的液氧液氫發動機和25噸級、460秒真空比衝的上面級液氧液氫發動機，這將使中國火箭發動機技術上趕超日本，有助於中國運載火箭技術全面超過日本。