經(jīng)過我國航天人的不懈奮斗，長征5號遙3在2019年12月27日晚復(fù)飛成功，并且盡善盡美，修復(fù)了所有故障點。這充分說明，航天無小事，任何一點錯誤不排除，就無法完成整個系統(tǒng)使命。在此，本人由衷祝賀中國航天的偉大成績，為身為一個中國人而感到自豪與光榮。

本文也想趁這個機會回憶一下歷史上美俄火箭發(fā)動機發(fā)展歷程。在歷史上，因為一些原因，美俄發(fā)動機實際上沿著非常不同的路線發(fā)展，而且都很有成就。

歷史上第一個成熟的火箭就是馮布勞恩設(shè)計的V-2導(dǎo)彈，采用液氧——酒精燃料，過氧化氫驅(qū)動渦輪泵供油，由于德國戰(zhàn)敗后馮布勞恩前往美國（負責接收他的美國負責人即為馮卡門，時任美國陸軍少將），因此美國火箭也是V-2直系，馮布勞恩更是直接設(shè)計了土星5號;馮卡門的得意門生，也是迄今為止唯一一個保留中國國籍的美國陸軍上校，錢學(xué)森負責了直接與馮布勞恩溝通，因此錢學(xué)森回國后，中國火箭也算是V-2直系;蘇聯(lián)雖然沒取得高端德國火箭專家，但蘇聯(lián)俘虜大量基層技術(shù)人員并把V-2生產(chǎn)設(shè)施搬到蘇聯(lián)，因此也仿制了V-2火箭。不過，由于蘇聯(lián)科羅廖夫等專家的存在，蘇聯(lián)火箭發(fā)動機就沒走馮布勞恩的單個大燃燒室方向。

美國：單燃燒室發(fā)動機及固體火箭發(fā)動機

得益于冷戰(zhàn)不計成本的投資以及美國在材料學(xué)的長期積累，美國火箭從冷戰(zhàn)一開始就走向了單燃燒室大推力火箭發(fā)動機的路線。雖然單個燃燒室隨著尺寸增大，燃燒工況也越來越難計算（為研究巨型燃燒室工況，F(xiàn)1燒掉了250000燃料，并且用環(huán)形炸藥一點點炸出巨型噴口的氣體膨脹數(shù)據(jù)），但單個燃燒室特點是一旦技術(shù)穩(wěn)定，就會變得非?？煽?，美國歷史上從土星五號以來，幾乎沒有發(fā)生因主發(fā)動機故障引發(fā)的事故。

但是單個大噴口的設(shè)計，生產(chǎn)，焊接（尤其是波紋冷卻管焊接，中國目前只有高鳳祥一個人能做到焊接大型氫氧發(fā)動機管道，他一個人焊接了40%長征火箭發(fā)動機）非常復(fù)雜，單個引擎成本巨大，因此美國ULA火箭發(fā)動機（主要是洛克達因）一直很貴。

蘇聯(lián)/俄羅斯：獨具特色的多燃燒室發(fā)動機

和美國不同，從1950年代蘇聯(lián)成功學(xué)會V-2導(dǎo)彈后，蘇聯(lián)火箭發(fā)動機就走上了另一條路：多噴口發(fā)動機。自從R-7火箭以來，絕大部分蘇聯(lián)起飛級發(fā)動機（不含能源的RD-0120氫氧發(fā)動機）都是多個燃燒室的設(shè)計。比如說采用燃氣發(fā)生器循環(huán)的RD-107/108，采用分級燃燒的RD170和RD-268（R-36M撒旦導(dǎo)彈的可儲存燃料發(fā)動機），都有4個噴口;以RD-170開發(fā)的降低推力的RD-180（出口美國，用于阿特拉斯5）有兩個噴口，出口韓國的RD-191有一個噴口（羅老號）。RD170可以追溯到N1失敗，N1失敗后，蘇聯(lián)決定開發(fā)大推力發(fā)動機以取代當時技術(shù)不成熟的多發(fā)動機設(shè)計（迄今成功的最多發(fā)動機火箭即為馬斯克重型獵鷹，長征5也有10個發(fā)動機），多噴口設(shè)計能夠大大降低F1這類單個大噴口發(fā)動機的燃燒室設(shè)計難度，但對渦輪泵和管道要求較大。RD170的發(fā)動機設(shè)計用了十年，測試中不斷發(fā)生故障，1983年天頂號使用降低推力（600噸）的版本測試引發(fā)大爆炸，之后有人提出回歸N1的多發(fā)動機（用剩余的nk33），或者搞類似美國的固體推進器，后來都被否決（NK33雖然可靠 ，但大家都對n1大爆炸心有余悸;固體推進器樣品做出來后，發(fā)現(xiàn)太大，沒有鐵路能把500噸的助推器弄到拜科努爾，并且在零下40度的冬季固體推進器無法使用），RD-170無法解決鋁顆粒進入渦輪泵（被懷疑是震動導(dǎo)致的，類似YF77的引發(fā)渦輪斷裂的共振），于是崇尚簡單粗暴的蘇聯(lián)直接增加一個濾網(wǎng)??，總算是擺平了渦輪爆炸，以RD170的渦輪泵衍生的RD120（后來烏克蘭把若干RD120以廢鐵名義賣給中國，即長征5的YF100前身）在1985出現(xiàn)問題，后來解決后，1987年能源終于試飛成功，1988發(fā)射暴風雪成功。由此可見，多個燃燒室雖然可以避免F1的火焰不穩(wěn)定問題，但對于整體設(shè)計，尤其是渦輪泵，管道，共振要求更高，因此也是有利有弊的。

無論如何，從最終結(jié)果看，美俄都解決了大推力發(fā)動機的設(shè)計問題和制造問題，而從中的各種平衡與取舍，也是值得我們借鑒和學(xué)習的。