3月29日，我国在太原卫星发射中心使用长征六号改运载火箭，成功将浦江二号和天鲲二号卫星送入预定轨道。此次发射不仅是长征六号改火箭的首飞，也是我国固液运载火箭的首次发射。那么固液运载火箭有什么优势？目前国外的固液运载火箭发展得如何？

　　从世界范围看，各国研制的运载火箭大部分都采用液体火箭发动机作为动力系统，但固体火箭发动机也不罕见，例如中国的“长征十一号”、美国的“金牛座”和“飞马座”，或是欧洲的“织女星”及俄罗斯的“起飞号”等。目前，很多民营航天企业研制的航天运载工具更是从固体火箭发动机起步。

　　固体火箭和液体火箭各有其不同的特点和优势。固体火箭具备推力大的优势，研制同级大推力火箭发动机，固体火箭发动机要比液体火箭发动机便宜，制造和测试的成本更低。其中，固体助推器结构简单并容易制造，也更容易灵活搭配出不同推力和不同运力的火箭。

　　但是，固体火箭发动机的比冲较低，纯粹的固体火箭的运载系数较低。同时，固体火箭的发射质量过大，通常会出现四级结构甚至五级结构的设计方案。

　　过多的结构级数设计不仅提高了火箭的复杂度，也降低了火箭的可靠性。同时，固体火箭发动机燃烧剧烈，无法中止，危险性较大，而液体火箭发动机则能避免这些问题。

　　液体火箭发动机不仅比冲相较固体火箭发动机更高，而且很多液体火箭发动机都有节流和重复启动功能。因此，鉴于固体火箭发动机和液体火箭发动机各有优势，科研人员在航天发展早期阶段就有了让两者“跨界合作”、充分发挥各自优势的思路。

　　从这个设计思路出发，液体芯级+固体助推器的运载火箭就诞生了。1968年，美国开始为德尔塔运载火箭增加捆绑的固体助推器。1970年1月，首飞的德尔塔M6火箭捆绑了6个Castor-2固体助推器。而后继的德尔塔900型火箭可以在通用尾段捆绑3个、4个、6个或9个Castor-2固体助推器，这样不仅研制进度快捷，还提高了德尔塔火箭的运载能力，且能灵活调整，显示了固体助推器的优势。

　　由于固推液体火箭汇集了固体火箭和液体火箭的优势，一出世就受到航天界青睐。1965年首飞的美国大力神-3C火箭是更早出现的固推液体火箭，堪称“一马当先”，世界其他航天大国纷纷跟进固推液体火箭的构型设计。例如，美国的大力神系列火箭、欧洲的阿里安系列火箭和日本的H系列火箭等都采用了固推液体构型设计。

　　更早出现的大力神-3C火箭使用了具备数百吨推力的分段式固体助推器，将该系列火箭的运载能力提高了一大截，有力支持了美国宇航局大量高轨道航天器发射任务和深空探测器发射任务。

　　应用分段式设计的固体火箭发动机就像搭积木一样，能组合出不同推力的发动机。以美国航天飞机采用的固体助推器为例，它属于4段式固体火箭发动机，也就是说，发动机是4段药柱串联在一起的。

　　液体火箭芯级可以捆绑不同数量的固体助推器，再加上分段式固推设计，固推液体火箭起飞推力和运载能力的灵活性要比单纯的固体火箭或液体火箭好很多。

　　美国早期的德尔塔火箭和大力神火箭虽然增加了固体助推器，但设计上并没为固推进行专门优化，而特意优化的固推液体火箭能更充分地利用了大推力固体助推器的优势，最典型的代表当属欧空局现役的阿里安-5大型运载火箭。

　　该火箭液体芯级使用的火神2发动机推力只有100吨，而捆绑的2个EAP固体助推器的推力则超过700吨，提供了该火箭起飞时的绝大部分推力。该火箭液体芯级内装的液氧液氢推进剂有170吨，如果只靠火神2发动机，就算不携带载荷也无法起飞，因此阿里安-5火箭实际上是靠2个助推器将芯级“拉”上天的。

　　阿里安-5火箭巨大，其无法独立起飞的芯级使用高比冲的氢氧发动机，有利于提高火箭的运载系数，弥补了固体火箭发动机比冲低的劣势，其运载系数并不逊色于很多纯液体火箭。同时，其依靠固体助推器又获得了成本、维护性和可靠性的优势，体现了固推液体火箭的独特优势。

　　固推液体火箭从德尔塔火箭等型号开始计算ios最新小火箭账号分享到微信，已经有数十年的发展历史。虽然单看运载系数指标并不出彩，但它具有从成本到性能的综合优势，已经成为国外主要运载火箭动力系统构成的方案之一，是运载火箭发展的重要趋势。

　　固推液体火箭的发展趋势更多体现在行动上。以美国航天工业为例，美国早期研制的土星1号火箭和土星5号火箭名气最大，但承担主要发射任务的是“德尔塔”和“宇宙神”。

　　“土星5号”随着美国登月任务落幕而退出历史舞台，而“德尔塔”和“宇宙神”都发展出了捆绑固体助推器的型号。美国发射大型载荷的大力神火箭便捆绑了大型固体助推器，目前仍在太空飞行的“旅行者1号”和“旅行者2号”就是由大力神3E火箭发射升空的。

　　美国新研制的一次性使用大型运载火箭包括“宇宙神-5”和“德尔塔4”，尤其是捆绑通用助推芯级的“德尔塔4”构型，运载能力排名世界第二。然而，由于“德尔塔4”使用了高性能且昂贵的氢氧火箭发动机，一直是“叫好不叫座”，捆绑多个固体助推器的“宇宙神5”反而拿到了大批发射订单，因此，固推液体火箭的低成本、易维护和可靠性等优势得到了美国空军和美国宇航局的一致认同。

　　美国率先发展出固推液体火箭后，欧洲、日本乃至印度也都纷纷跟进。欧空局现役主力火箭——“阿里安-5”以及日本的H-2A和H-2B是典型的固推液体火箭构型，各自新研制的“阿里安6”和H-3火箭也继续沿用了固推液体火箭构型。

　　欧空局和日本都表示，即使对比美国“猎鹰9”这样一子级可重复使用的火箭，新研制的“阿里安6”和H-3在成本和报价上也都具备竞争力。

　　另外，印度也研制了GSLV MK3火箭及后继改进型这样的固推液体火箭，其经济性同样极为出色。

　　总之，固体火箭发动机和液体火箭发动机“跨界”联合，取长补短，实现了性能和成本的平衡。这种方案结合了固体火箭发动机和液体火箭发动机的优势，可灵活根据不同任务快速调整和选择火箭构型，降低了火箭发射成本，且性能也比较出色。

　　毫无疑问，经过几十年的发展和对比，综合考虑成本和性能等因素，固推液体火箭是当之无愧的发展趋势之一。

　　本文为澎湃号作者或机构在澎湃新闻上传并发布，仅代表该作者或机构观点，不代表澎湃新闻的观点或立场，澎湃新闻仅提供信息发布平台。申请澎湃号请用电脑访问。