火箭到底有多复杂，为什么某些落后国家也会做？

估计不少同学小时候都在电视上看过我们的火箭一飞冲天直入云霄的画面，那时候你可能是自愿看的也还是被迫看的，因为兴趣爱好的原因长大后或许就不再刻意去关注这类信息，但是关于火箭发射的消息还是会不经意地闯入我们的视线。我们看到最多的是火箭潇洒飘逸地向外太空飞翔的身影，这是火箭一生中最巅峰的时刻，这之后它的命运却有点鲜为人知的感觉，也就是说完成任务之后火箭到底怎么样了一般人不关心或者不清楚。火箭呢它终究只是一个运输工具，在它把搁在脑袋里的东西送到指定地点的过程中，自己一路上会一段一段地解体坠落，掉落的部分要么燃烧成灰烬，要么坠入地面摔成废品，因为这些场面相比它飞翔的样子实在不怎么露脸，所以很少被搬上荧幕，要想看到除非这个坠落的过程也变得好看而且有价值。

（我国长征5号火箭发射）

这个既有价值又好看的坠落过程已经有人搞定了。上周五最轰动科技界的新闻是spaceX公司的猎鹰9号火箭干完运输的活之后又听话地返回了地球，最后准确地降落在大西洋上等待它的平台，这已经是这枚火箭第二次干完活后顺利返回了，如果健康状况良好的话，说不定它还会第三次出发替spaceX公司赚钱。这可是人类历史上第一次实现火箭的重复利用，在过去几乎没人完整地这样做过，纵使火箭那么复杂和昂贵，但每次都是一次性使用，用完就扔。因为是一次性使用，所以火箭昂贵的成本全部都转嫁到了运费上面，直接结果是商业发射一直都非常昂贵，而spaceX如今开了一个好头，他的成功就是在航天领域发出了节约用火箭从我做起的号召，从此以后运输费将会大大降低，这样省下来的钱可以做很多更有意义的事情。

（猎鹰9号火箭成功回收）

火箭貌似是个很高科技的玩意儿，并不是谁都能玩得转的，但是令人诧异的是就连韩国北方样的国家也可以发射火箭，似乎又从侧面说明它不是特别地复杂，那么它到底是复杂还是不复杂呢，这就让一些同学有点困惑了。火箭它本质上是一个在空中高速飞行的运输工具，决定它究竟做什么的是火箭脑袋里装的东西，如果里面是卫星或物资，那么火箭就是我们常听到的航天运输火箭，它的任务是将一些该送的东西送到天上某个指定的地方；而假如火箭脑袋里装的是炸药甚至核弹的话，那么它就变成了一枚导弹，当然导弹比普通的火箭又要复杂很多。作为运输工具的火箭本质上是一个携带着燃料和很多个火箭发动机并产生大量的动能从而让自己飞出去的装置。火箭身上一大堆零件里最核心的心脏级零部件算是火箭发动机了，但是火箭发动机跟我们后面要提到的另一种发动机相比，它就简单多了，就是因为简单所以北方某国（国名敏感以此代替，下文还有很多）这种科技落后的国家也能搞得出来。

（准备发射的北方某国火箭）

这个比火箭发动机复杂的发动机就是飞机使用的航空发动机，火箭发动机和航空发动机有一个巨大的区别，那就是火箭是自身携带着燃料和燃烧所需要的氧化剂，这个燃料可以是液态的氢气或煤油也可以是其它固态的易燃物质，而氧化剂呢既可以是液态的氧气也可以是其它固态的氧化物质，就是因为携带燃料的差异，火箭才被区分成液体火箭和固体火箭。因为不依赖大气中的氧气来工作所以火箭可以一直冲破大气层在外太空飞行，但飞机就不行了。因为火箭的作用是运输，并且大部分时间里速度越快越好，所以说火箭发动机并不怎么考虑对速度的控制，基本上是怎么快怎么来，因此火箭发动机反而就比较简单了，只管将肚子里的燃料和氧化剂一个劲儿地耗掉就行，而飞机的需求要复杂的多，飞行速度要能快能慢、飞行姿势也需要各种各样、需要考虑飞行寿命、当然最重要的是飞上天后还要能安全地降落，复杂的需求就决定了复杂的构造。

（猎鹰9号火箭点火升空）

飞机发动机的确是个非常复杂的玩意儿，这倒不是说它的原理复杂的让人难以理解，而是它的结构布局和材料工艺特别复杂，一般国家搞不定。这东西目前全世界能独立制造的只有屈指可数的几个国家，就连我国这样的经济大国也是最近这些年才勉强搞定了拿得出手的航空发动机，但是使用寿命和性能还是无法跟西方先进的发动机相比。飞机发动机和火箭发动机最大的区别是飞机发动机随身只带燃料不带氧化剂，也就是说飞机只带着油箱但不背氧气瓶，燃烧需要的氧气都来自空气中，这可是取之不尽用之不竭的免费氧化剂。随着各国空军不断膨胀的武力欲望，对飞机速度和性能的要求也越来越高，速度要快那么发动机就要产生更强的推力，而空气中的氧气浓度显然是不能满足这种需求的，如何在浓度并不高的空气中获得足够高浓度的氧气是飞机发动机需要解决的问题，这个解决办法就是改造发动机的内部结构，增大进气能力和各种对空气压缩处理的部件，这样就会大力提高对空气的吸入速度和压缩效率，经过各国专家们的反复尝试和改进，主流的飞机发动机都逐渐变成了涡轮风扇发动机，它是目前在推力、油耗、噪音、性能方面的最佳选择，当你在航展现场看到战斗机从你头顶呼啸而过时让你惊叹的速度就是航空发动机带来的。

（我国的太行发动机）

让我们再回过头来看看火箭发动机，它当然不需要考虑进气的问题，它只管把燃料和氧化剂压入燃烧室让二者发生反应并高速喷出即可，这个问题解决好了剩下的问题便是选择性价比最高的燃料、如何让燃料更充分地燃烧、以及最大程度降低起飞时的自身重量。因为火箭发动机虽然复杂但并不是极端地复杂，所以对于北方某国这样一个国家有能力发射火箭我们就能想得通了，不过北方某国获得火箭发射技术的经历虽然颇为坎坷但是却有其合理性。现在的北方某国给人感觉贫穷落后全世界排名倒数，但是在六七十年代北方某国可一点儿都不差劲，当时北方某国的人均GDP比韩国高也比我国高，国内工业化水平直追日本，也就是在这个时期北方某国通过各种渠道得到了苏联的导弹，有了导弹其实就获得了火箭发动机，而跟飞机发动机比起来火箭发动机的逆向研究那就简单多了，如今我们不但能看到北方某国通过给中东地区出口导弹来获取外汇，而且还看到北方某国不断改进着他们的火箭发动机。虽然北方某国每次都宣称自己的火箭发射取得了巨大的成功，但是据说北方某国放飞的卫星很少能进入预定轨道，也没人能联系的上它们，这就说明北方某国的火箭技术已经不是问题了，但是通信技术似乎还差了点。

（美国从俄罗斯进口的NK-33火箭发动机）

多年以来，火箭都是个一次性的工具，花巨大代价制造出来的火箭完成任务后便会化为灰烬或者从万米高空掉到地面，摔成一堆废铁，回收后想修也没办法修，这就造成了极大的浪费。就拿spaceX公司最新的猎鹰9号来说，一个火箭的整体造价大概是5000万美元，而燃料部分只占了几十万美元基本可以忽略不计，所以最昂贵的部分便是由火箭发动机和燃料箱组成的身体。钢铁侠埃隆·马斯克的spaceX所做的创举便是在花了大量的美元并且经历了很多次失败之后最终让干完活脱离的第一级火箭安全返回地面，不再像过去那样无论成败与否都要成仁。这种成功回收就让太空发射比过去几乎便宜了80%，多年来阻止人类加快探索太空的一大原因就是这个路费太高车票太贵，而路费降下来那么探索的脚步肯定是要加快的，这是人类太空技术的巨大进步。

（猎鹰9号火箭回收落地前的状态）

整个人类技术的进步，是不同国家的技术大牛们在各自的领域共同努力的结果，从这个角度我们要对北方某国的科学家在航天领域的努力表示敬佩，毕竟他们那些成绩是在相对艰难的环境下做出来的，但是说句实话，北方某国目前的火箭技术其实相当落后，差不多是我国40年前的水平。我们不能说这个世界不需要北方某国做的贡献，那样太残酷无情，但是北方某国目前显然最需要的并不是火箭和导弹技术，可是一个国家将有限的资源分配到哪里是统治阶级才有权力决定的事，而北方某国正好遇到了一个不受北方某国人约束的统治者，他只想保全自己的统治，在这个想法之下北方某国优先做的是建设军队发展国防，好吃的先给军队留着，好用的也先让军队使唤，所有的科学家也关起来先替军队做事，有多余的精力了再考虑民生问题。

（北方某国大功率火箭发动机进行地面点火实验）

spaceX这样的公司毫无疑问是人类的希望，他们总是看得远也出发的早，把钱花在让我们佩服和敬仰的地方，不像国内某些大公司，有钱了就去投资房地产、搞送餐、做金融放贷款等等，虽然赚钱是一个公司天生的使命，这个无可厚非，但是公司与公司之间格调和水平高低还是有高低之分的，对比一下呢就非常明显。