为了实现中国载人登月的目标，中国研发了新一代载人火箭，也就是长征十号。长征十号的发动机进行了大量的优化工作，成为中国最高水平的液体火箭发动机。那这款发动机究竟牛在哪里呢？我是东城观星，跟大家聊聊长征十号的发动机。

长征十号的发动机是130吨可重复使用液氧煤油发动机，是在长征五号助推器用120吨发动机的基础上升级来的。这款发动机到底牛在哪里呢？总结起来，主要有三个优势。第一个优势是可重复使用，第二个优势是使用了发动机工作状态管理系统，第三个优势是更灵活的泵后摆技术。

严格来说，现在长征五号使用的发动机也是可以多次使用的，在地面已经反复试验过，那改进后的发动机又有什么不同呢？可重复使用发动机是为可回收火箭准备的，通过发动机的多次使用来降低火箭发射成本。火箭发动机不同于汽车发动机，汽车发动机发生故障停车维修就可以了，火箭发动机发生故障搞不好就是箭毁人亡。所以可重复使用火箭发动机应该强调的是可靠重复使用，而不仅仅是可以重复使用。

所谓可靠重复使用，那就是设计好这款发动机能使用20次，那所有产品都应该能安全使用20次以上，而不是有的发动机能用30次，有的发动机只能用10次，平均20次是不能接受的。这种可靠性，是建立在严谨的产品设计和反复试验的基础上的。火箭发动机注定不可能像汽车发动机和飞机发动机那样长期重复使用，火箭发动机能重复使用10次以上就已经很不错了，因为火箭发动机工作环境非常恶劣。高温、高压而且还有剧烈震动。超出绝大多数金属材料耐受能力的高温燃烧环境，让发动机内部一不小心就会被烧毁。比拖拉机还要暴烈不止几百倍的震动环境，让发动机随时都有可能被震出问题来。这样苛刻的工作环境，让每一台发动机都能超过设计寿命，并不是一件很容易的事情。

发动机不同的部件有不同的性能，也就有不同的寿命。要想成功设计一款可重复使用发动机，必须要让所有零部件都能达到预期寿命，任何一个部件满足不了，就会成为整台发动机的短板，影响发动机的整体寿命。这对发动机的设计方案要求是很高的，无论是各种部件的生产材料，还是不同部位的结构，都要精心设计，反复做试验进行验证。所以，每一款可重复使用发动机，都是千锤百炼出来的，任何材料的选择都是经过反复试验的，不允许低于设计寿命的短板存在，当然也没必要让某些部件设计寿命远远超过整体寿命，说白了就是也不能太浪费了，成本节约很重要。

长征五号的发动机虽然可以多次使用，但多次使用并不是必须的，它并不会回收，设计成一次性的是最好的。把发动机设计成一次性的，就可以降低对各部件的性能要求，间接上可以降低生产成本，从而降低火箭发射成本。一次性的发动机，设计的最高水平应该是能确保一次发射不出问题，预留一定的余量应对可能发生的意外就可以了，不必要按照可重复使用发动机来进行设计。设计的使用次数越多，生产成本越高，火箭发射成本自然也就越高。前面的航天科技都是以能安全飞起来为指标，对发射成本的关注度不太高。未来航天走向商业化，显然会出现不同的趋势，发动机在不能重复使用的情况下，不是寿命越长越好，而是在确保安全的情况下，成本越低越好。

之所以长征五号的发动机强调能多次使用，其实还是为可重复使用发动机积累试验数据的，如果不需要积累实验数据，这款发动机应该越简约越好，设计寿命不应该太高。反正就发射一次，设计的使用次数太多也是一种浪费。

长征十号火箭的发动机将全面使用发动机工作状态管理系统。就像生物进化一样，脊椎动物的祖先之所以能在残酷的生存竞争环境中脱颖而出，很关键的一个因素就是进化出了神经系统，当遇到伤害的时候能第一时间感知到并迅速逃离，从而增加存活的机会。火箭发动机也会经历一样的进化过程。早期的发动机，完成地面试验以后，就认为可以使用了，发射出去有没有故障，就不可控了，哪怕在天上放烟花地面人员也无能为力。随着技术水平的不断提高，火箭发动机安装了越来越多的状态监控传感器，时刻掌握发动机的工作状态，让地面人员可以了解发动机的所有情况。

当然，随着发动机技术的进一步提高，仅仅是监控发动机工作状态，已经不够用了。现在已经发展出了专门管理发动机工作状态的管理系统。在引入了自动管理系统以后，不仅可以时刻掌握发动机的工作状态，还可以时刻根据工作状态调整工作参数。最典型的案例就是动力冗余技术的实现。多台发动机并联工作，如果有一台发动机故障，就有可能造成火箭飞行动力不平衡，一不小心就会引爆火箭。最新的管理系统，可以时刻监控每一台发动机的工作状态，任何一台发动机动力出现异常，操控系统就会根据异常情况及时调整其它发动机的参数，弥补动力异常带来的影响，即使一两台发动机完全停止工作，也可以通过其它发动机弥补回来，至少可以避免发射任务完全失败。

新一代载人火箭发动机在这方面可以做到国内最先进的水平，从而可以保障中国的新一代载人火箭具有很高的安全系数。

长征十号发动机的第三个优势就是泵后摆技术，这个技术相信很多熟悉航天的朋友都已经了解过了，这里就不详细介绍了。说白了，中国以前所有的可摆动发动机都是泵前摆发动机，也就是整个发动机包括燃料泵都会一起摇摆来控制发动机喷火的方向，从而可以调整火箭飞行姿态。而泵后摆技术就是只让发动机的燃烧室和喷管摇摆，燃料泵和管道不再一起摇摆，这样的好处就是发动机摇摆的幅度更大，能更好的调整火箭姿态，同时火箭内部空间利用率更高，不用预留那么多摆动的空间，发动机安装可以更紧凑。当然，能实现这样的技术，就要求燃料管道采用软管技术，对管道接口的密封技术也提出了更高的要求。中国的发动机攻克了这样的技术，说明中国火箭发动机研发已经达到了世界先进水平。

中国长征十号采用七台发动机并联的动力方案，靠着状态管理系统、泵后摆技术能实现安全高效的动力系统。同时，通过发动机可重复使用技术的开发，中国的发动机生产水平也会大幅度提高，不仅将来升级换代更容易，新型号研发也会少走很多弯路。

你觉得中国的长征十号能像长征2F一样，实现百分百成功率吗？发动机能否经受住载人航天的考验？请在评论区发表您的观点，我们让时间见证大家的预测。

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