苏俄为什么需要那么多火箭？
文摘
科技
2023-09-27 12:00
江苏
公众号：理念世界的影子
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苏俄的运载火箭中，既有老骥伏枥的"联盟号"，也有新近出炉的"安加拉"，还有以"质子号"为首的一揽子采用毒发的型号：既有发射次数达到4位数的高产大户，也有仅试射过4次、出师未捷身先死的悲情人物；既有领军人物之间的流派之争，也有各大设计局之间的明争暗斗。前几年，本人调研了一批文献资料，系统且详细的了解了前苏联运载火箭以及航天器的相应情况；早期还从网络论坛上收集过一批火箭型谱图片，苏俄火箭如过江的鲫鱼、列如麻的仙人；周围时不时的会有人提及运载火箭换代的话题；工作关系，时常会接到或听说"新一轮型谱论证开始了，要论个 XX；以上是促使我编写此文的四个因素——为什么苏俄需要那么多火箭？从1957年10月Sputnik卫星上天到1991年12月26日苏联解体，这个红色社会主义国家的航天活动开展了50余年（含二战前后对弹道导弹的研究）。俄罗斯继承了前苏联绝大多数的航天基础，在近30年的时间内,虽然在维持发展,但显然放慢了前进的步伐。![]()
时间跨度达到30年，虽然缺少部分型号的内容,但依然可以清晰的看出苏俄制运载火箭的发展脉络：a）按研制基础和性质可分为：依托/脱离武器型号开展研制；b）以SS-6（R7)导弹为基础，研发东方号、上升号、联盟号、闪电号等多型带助推器、采用液氧煤油作为推进剂的中型运载火箭；c）以SS-4、SS-5、SS-9、SS-18导弹为基础，研发宇宙号、旋风号、第聂伯号等多型串联结构、采用有毒推进剂的中小型运载火箭；d) 定位商业发射，研发质子号、天顶号大型运载火箭;e) 定位航天飞机、载人登月等大型工程，研发能源号、N1重型火箭。其中，根据相关文献记载，截止到1991年底的发射总数为2373次（不含亚轨道），头35年的发射总量达到近26年的2.67倍，年平均发射次数67.8次 vs 34.1次。以下图例按型号或技术基础分类分别给出相应的发射次数、失败次数及成功率的情况。本节给出苏俄运载火箭型谱图例（有省略，按主要技术基础各给出一例），也包含了解体前由乌克兰南方局承制的型号。图例既包含实际存在（过）的型号，也包括论证过、构想中的型号：其中许多给出的发次之间仅有细微差异，包括载荷差异、整流罩差异等。即便忽略同一型号火箭不同发射任务间的细节差异，苏俄依然拥有种类繁多的庞大运载火箭家族，面对琳琅满目、风格迥异的各式火箭，我们不禁在心底暗暗生疑——“苏俄为什么需要那么多火箭”，这个问题实际可细分为“为什么需要那么多种”和“为什么需要那么多发”，这里就简单的眉毛胡子一把抓一锅烩了吧。冷战催生的巨大需求，促使前苏联出于军事目的研制了用途齐备、数量庞大的航天器，并研制了数字惊人的运载火箭将它们送入太空。从1957年到1991年，苏俄共发射了各种航天器（卫星、探测器、飞船、空间站及其专用舱段等）接近3000个。其中以军用为主的宇宙系列卫星就达到2000余颗，占比接近80%。 | | | |
| | | 军用为主：照相侦察、电子侦察、电子海洋侦察、战略预警、导航、雷达支援、通讯及其他 |
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苏俄的航天器按用途和工作特点可分为11大类，简要情况见下表所示。由表中数据可知：苏俄巨大的发射数量背后存在早期航天器设计寿命短、返回式卫星频繁发射等因素；但也存在一些特殊任务的因素。由前述内容可知，苏俄的运载火箭起飞规模覆盖数十吨到数千吨，当然发射频度最高的还是几百吨级别的中型运载火箭，基于R7的火箭发射次数占比达到一半以上。小载荷用小火箭，大载荷用大火箭，苏俄的火箭研制遵循了这一朴素的思想，能力覆盖范围重叠的型号有限，且多用于冷战时期高密度发射需求，在发展后期最常露脸的也就是联盟系列、质子号了。苏俄的第一枚洲际导弹、搭载第一颗人造卫星的运载火箭，采用的是液氧煤油动力，后续发展出具有实战应用价值的采用有毒推进剂的洲际导弹。有毒和环保，两个在某种意义上背道而驰的发展方向——一个能长期贮存、使用性能好，但有剧毒；另一个（半）低温、准备时间较长，但环保无毒无污染。在发展早期，两种路线齐头并进的情况并不罕见，美国也是如此；但随着各国喜好也好、重视环保也罢，几十年下来欧美早已摈弃使用有毒推进剂为主的运载工具，下图给出的即是曾经活跃在发射舞台上的两型欧美运载火箭；但在俄罗斯依然可见到两种技术路线并驾齐驱，你方唱罢我登场。看起来种类繁多的苏俄制运载火箭，时至今日，扛大旗的主力型号还是前苏联的遗产，换代型号迟迟未步入快速发展道路。![]()
如前所述，按照研制基础来划分，苏俄的运载火箭又可以分为：依托和脱离导弹武器基础开展研发两类。刨去由伪战略导弹发展起来的联盟/闪电/上升/东方系列运载火箭，实际由具备实战价值的导弹发展而来的运载火箭并不算多，也就宇宙、旋风、第聂伯、隆声四大家族，并不占主导地位，发射数量不到总量的30%，且后两型是导弹武器服役到期后的弹改箭的直接产物。两种路线并存的情况在苏俄研制的战略导弹领域也是如此，固体和液体两种技术路线长期并存发展。苏俄的航天工业体系发达，据不完全统计，主要航天研制机构达到35家，且多家机构都具备研发运载火箭、发动机、上面级的能力。其中，能源火箭航天集团、赫鲁尼切夫国家航天科研生产中心、中央特别设计局、南方设计局是4家耳熟能详的大型生产联合体。下图给出了俄罗斯（含乌克兰）主要航天工业机构地理分布示意。苏联解体后，原有的工业体系并未按实际需要进行彻底改革、精简、裁撤，在需求锐减的大环境下，各家一方面在寻找新的客户，尽力维持原有的产品品类来维持生产制造能力，一方面在积极推介新的发展计划，如：安加拉系列、轻型联盟号、联盟-5、旋风-4，还有新的重型火箭等等。美国SpaceX公司带来的外部环境巨变，使以往能占据一定市场份额的质子号江河日下，其退役计划已提上日程，其候选替代者之间的竞争也未见明朗。也许在不久的将来，诸多大名鼎鼎、功勋卓著的苏俄火箭，都只能存在于博物馆和人们的记忆中了。就像互联网上关于拜科努尔废弃的苏俄航天飞机及其厂房的图文，让人目睹帝国余晖后只剩下唏嘘不已——红色帝国的鼎盛时代是何其风光无限。在SpaceX横空出世之前，每型火箭似乎都有自己的专属任务：a)质子号以前是发射礼炮号空间站的，现在加个上面级承担GTO/GEO发射任务；b)联盟号是发射载人/载货飞船，兼顾低轨发射任务；SpaceX的Falcon9可好，GTO、SSO、LEO都要发射，还打载人飞船，芯级并联一下就成为重型构型（当然Delta4-H也是芯级并联，单芯级串联构型4M不多见罢了）。卫星运营商/研制方选运载火箭，可不是看菜谱点菜，可不是菜单越长越好，不追求多样性，看的是性价比、可靠性。铱星发射部署所选运载火箭的类型也是一个典型的例子。铱星系统是低轨全球移动通信系统。第一代系统由美国摩托罗拉公司设计，20世纪90年代完成部署，总计66颗卫星，分布在6个近地轨道面上，1998年完成部署。第一代铱星部署（含补充星），选用了4型火箭：其中60颗，以一箭五星的方式由Delta2 7920-10C重型发射12次完成部署；21颗，以一箭七星的方式分3次由Proton-K/DM-2发射完成；剩下的，都以一箭双星的方式完成，CZ-2C/FP发射了6次，Rockot/Breeze-M发射了1次。![]()
1999年8月，铱星公司提出破产申请，2000年3月正式破产，其资产于2001年被一家私募基金公司收购，恢复了通信业务，并于2007年启动了第二代铱星计划。第二代铱星部署只选用了一型火箭，就是SpaceX Falcon9，主要以一箭十星的方式发射入轨。到2019年1月，成功完成了8次发射任务，完成了二代铱星的部署。![]()
在新四大发明横行的今天，谁还记得曾经琳琅满目的DC、DV、计算器、录音笔、电子词典、游戏机呢？……上点岁数的人还记得，小孩子只认识Pad、智能手机了。各国各型专注于一种任务的运载火箭就好比曾经的DC、DV这些功能单一的电子设备，SpaceX的Falcon9就好比Pad、智能手机了。当然，在一型火箭这个问题上，SpaceX有点耍花样，其Merlin发动机经过多次改进，还有发动机布局、垂直回收、整流罩回收等多项技术改进，要按咱们的标准完全可命名为Falcon 9A、B、C、D、E、F、G嘛。但外行人一看，长相差不多，就是一根棍子，顶多有个重型，一根长棍子+两根短点的棍子嘛。还有个短命的Falcon1，为何早早弃之不用？屡屡出师不利，不吉利？恐怕真正的原因是不看好单发小载荷发射市场，与公司的发展理念不符吧：仅仅是个早期技术验证或者赢得投资的工具？嗯，国内的民营火箭公司也可以效仿。另有个只停留在纸面上的Falcon5也就不再多提了。现在大家纷纷仿效SpaceX推出一系列垂直返回可重复使用火箭研制计划。以前，大家都在讨论“大马拉小车”不划算，阿里安这样的一箭双星火箭，常常还因为要凑两名合适的乘客，而耽误发射计划。现在，“大马拉小车”又何妨？剩下的能力可以返回发射场嘛，能力富余不多就找艘驳船落脚，坐船回来。——垂直回收/可重复使用火箭技术的应用，书写了人类探索空间的新篇章。暂且不论其真正工程化可重复使用后，经济账到底如何，仅仅是一次次的在天际画出炫目的亮线，如天兵天降般回归大地、大海，而不是一团火球、一个炸弹掉下来，就足以赚足眼球，并博得多方喝彩了，卖参观门票都要比一般火箭有看点不是？加之SpaceX适宜的价格政策、FalconH把小车送往火星、媒体对老板传奇经历的宣传，低成本、高性价比的运载火箭明星更是冉冉升起了。质子号也是能力很强的火箭，搭配上面级，能力也几乎覆盖所有典型轨道任务，甚至富余很多，但没有重复使用的炫酷技，外加有毒，再有本国安加拉系列的换代计划，怎么看都是前景黯淡。俄罗斯会走SpaceX的道路，再研制一型能力很强，包打天下、既载人又载货还能回收重复使用的运载火箭吗？本文结合历史文献资料与部分网络资源，对苏俄运载火箭发展脉络、发射记录、火箭型谱图例等进行了资料整理与归纳；对苏俄为什么需要那么多（种、那么多发）火箭进行了讨论，认为存在冷战军事需求、阶梯型能力覆盖、不同发展路线长期并存、庞大工业基础成为负担与竞争激烈，共计4方面的原因；还对包打天下的火箭这一问题进行了简析。苏俄未来会保留几款运载火箭？载人的还要靠联盟号……质子号宣传停止接单、安加拉接班似乎还有待时日、天顶号受俄乌关系影响未来也不可期，糊里糊涂的一个局面。[1]www.spacelaunchreport.com[3]吴荣华，苏俄战略火箭军全史，中国长安出版社，201603![]()
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