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利刃/五月花
一说起航天发射，大多数人首先想到的除了我国的长征系列，还有美国与欧洲的那些火箭，时髦一些的还会想起spaceX公司的"猎鹰"系列。但其实除了这些，我们的邻居，日本的航天势力也不容小觑。比如日本于1970年2月11日首次发射人造卫星，比我国还早两个月，也因此成为首个成功发射人造卫星的亚洲国家。
日本航天发展到现在，依靠旗下H2A和H2B两款火箭，在世界航天发射领域依然拥有不低的地位。2019年是我国长征5号复飞的关键年，而此时我们的邻居日本航天也正在搞一个大动作。
前不久，日本三菱重工业公司和宇宙航空研究开发机构（JAXA）在位于秋田县大馆市的试验场，向媒体公开了正在开发的新一代主力火箭"H3"主引擎"LE9"的燃烧试验。试验一共持续了44秒，JAXA的项目经理冈田匡史称："全部按照计划完成，效果很好。"
H3火箭发动机燃烧实验
H3火箭是日本下一代主力火箭型号，将用于取代日本现役国产火箭"H2A"，与现役更大的"H2B"一起构成日本航天发射的新高低搭配。该项目于2013年启动，列编的总开发费为1900亿日元（约合17.2亿美元），预计2020年首飞。
火箭采用两级结构，长度63米，直径5.2米，一级并列两台或者三台LE-9发动机，二级为一台LE5B3发动机，另外还可捆绑2枚或4枚SRB-3固体火箭助推器。杆型状态（也就是没有捆绑助推器）GTO轨道最大运载能力6.5吨，是现有H2A火箭基础构型的1.6倍。
H3火箭四种主要构型
要实现如此大幅度的运载力提升，主要依靠的就是LE-9发动机。这是一款开式膨胀循环氢氧发动机，好处是结构简单，比冲数值高。其拥有150吨的最大推力，最大真空推力1471KN，比冲425秒，在世界氢氧发动机领域属于较高水平。实际使用中将采用两台或者三台并列模式。
LE9发动机相关数据介绍
作为横向对比，我国长征五号所使用的YF-77也是液氢液氧发动机，但采用的是燃气发生器循环，推力只有50-70吨，仅为LE-9发动机推力的三分之一，比冲也不如LE-9。
由于开发年代过早，导致YF-77的指标过于保守
日本政府执着于把H2A替换掉，主要还是为了从全球商业发射市场中分一杯羹。H2A一共进行过40次发射，仅有一次失败，可靠性基本无虑。但由于研发之初仅考虑了本国的政府发射，发射费用高昂，在国际市场上几乎没有竞争力。而目前全球航天经济总产值已达3300亿美元，其中有76%被商业航天产业所占去，再加上spaceX等西方商业航天发射公司的刺激，目前的国际商业发射市场对廉价发射系统的需求极为旺盛，以至于日本政府也垂延不已。
猎鹰系列火箭确实刺激了很多国家的航天机构
而要降低发射成本，日本主要从以下三个方面入手：
一，LE9主发动机与第二级发动机LE5B3均以现有H2A火箭的LE-7A和LE-5B为基础开发，并且零部件减少约两成，从而削减成本；
二，设计上简化系统构成，并在设计阶段就融入低成本制造及运营理念，灵活运用日本擅长的技术；
3， 简化生产和发射流程，大幅提高发射频率，从客户下达订单到发射升空仅需一年时间，而过去的H2A则需要两年，保证每年至少能安排6次发射。
H3的前代H2A火箭
按照JAXA的预计，这么一连串操作下来，只要订单足够，杆型状态的H3火箭的发射成本将降到前代H2A的一半，也就是5000万美元左右。如此巨大的成本下降幅度，让H3火箭已经获得两份发射订单。还未首飞就能拿到西方发达国家的订单，H3火箭确实不可小觑。
日本政府晒出的H3发射订单
虽然日本政府雄心勃勃，但在廉价商业发射市场上，日本人显然还只是个新手，其大口一开的5000万美元发射成本虽然的确非常低廉，但距离目前廉价发射市场巨头spaceX还有较大差距。在采用火箭箭体复用技术后，spaceX的商业报价已经降低到4000万美元，如果目前正在试验的整流罩回收复用技术也能实现的话，还可再降低500万美元。
猎鹰火箭的复飞技术带来的经济性在目前的国际商业发射市场可以用无敌来形容
再加上spaceX早已发射过几十发"猎鹰"系列火箭，规模优势已经上来，日本政府想靠一枚H3，而且是从2020年后才开始去竞争，难度之大可想而知。
虽然前途未卜，但H3的出现表明日本人在这场spaceX引发的全球新一轮火箭研发竞赛中至少也没有闲着。而H3不依靠箭体复用就能降低一半成本的目标真能实现的话，对我国的新长征系列的商业化道路同样也有巨大的借鉴意义。
H3省钱的套路同样可以借鉴到同级别的长征7号上
他山之石，可以攻玉，H3火箭2020年的那场首飞，让我们拭目以待。
文章来源: https://www.toutiao.com/group/6689234629737579011/