本文来自微信公众号：小火箭（ID：ixiaohuojian），作者：邢强博士

本文，将要和大家一起研究的，是欧洲现役最大的运载火箭：阿丽亚娜-5号。

由于这3年来，咱们对苏联和美国的航空航天技术路线的分析比较多，而对法国的分析则仅限于冲压发动机、巡航导弹和钻石系列运载火箭这三个比较分散的技术领域。

因此，在聊阿丽亚娜运载火箭之前，有必要先了解一下法国的航空航天技术流派的渊源。（对法国航空航天技术的发端比较了解的好友，可以跳到本文第二章开始阅读。）

法国

法兰西，这片美丽富饶的土地上有无数浪漫的故事，有大片诱人的葡萄园，有一个著名的铁塔，有一座十分文艺的宫殿，还有一支在近期夺冠的球队。

人们很难一下子就把航空航天的技术发展史与这个国家联系起来。毕竟，喷气发动机诞生于英国与德国的技术竞争之中，而大推力的火箭发动机则成熟于美国与苏联的太空竞赛之时。实际上，法国人对航空航天的贡献是巨大的。

世界上第一架以冲压发动机为动力的喷气式飞机就诞生在法国。这架飞机的设计师名叫雷内·勒杜克。而飞机设计大师达索则给世人留下了大多经典。

在太空领域，法国的起步可谓一波三折。

这是法国早期的运载火箭：钻石B型。这一天是1970年3月10日，这枚火箭的成功发射让法国人向着茫茫宇宙又踏出了坚实的一步。而能够取得这样的成就，是不容易的。

提起航天先驱，人们总是会想到齐奥尔科夫斯基、戈达德和奥伯特。他们分别代表了俄国、美国和德国在航天理论体系和火箭方程方面的先进水平。而后来奥伯特的高徒冯·布劳恩，苏联火箭领域的大师科罗廖夫则成为第二代航天飞行器设计师的翘楚。

实际上，法国人有他们自己的航天先驱。

罗贝尔·埃斯诺-佩尔特里（Robert Esnault-Pelterie），生于1881年11月8日，法国航空和航天先驱。他比齐奥尔科夫斯基小24岁，比戈达德大1岁，比奥伯特大13岁。

罗贝尔·埃斯诺-佩尔特里生于1881年的巴黎，自童年就对机械技术非常感兴趣。17岁，少年佩尔特里在家里搭建了无线电实验室。1902年，21岁的他大学毕业，同时取得了电子延时器专利。

1904年，23岁的罗贝尔·埃斯诺-佩尔特里再也掩藏不住对飞行器的热爱。当年5月，他制成一架滑翔机。同年10月，他制作了另一架带有副翼的滑翔机，并做了大量试验。

之后，佩尔特里研制出了一种风冷式航空发动机，并对单翼结构布局、全向操纵杆、复式操纵系统、封闭式座舱、副翼结构等技术细节方面的探索。

1909年，他驾驶自己设计的REP-2 bis飞机飞行了8千米。

这是佩尔特里设计的飞机机翼结构。这样的设计已经和现代的飞机结构十分相似。不过，到了1912年，佩尔特里毅然停止了对航空飞行器的研究。

他认为，自己真正的兴趣点其实是宇宙航行。他开始钻研航天飞行器的设计原理。1912年，他提出了火箭运动方程（独立完成），计算出了用火箭运送物体到太空的入轨速度。甚至还计算出了登月所需的能量，并创造性地提出了具体的登月轨道设计（包括3个轨道阶段、每个阶段对发动机和燃料的要求等）。可惜，第一次世界大战的爆发让佩尔特里的研究被迫中断。

为了唤起民众对航天飞行器设计的热爱，佩尔特里写了大量文章，并在欧洲各地进行演讲。1927年6月，他的文章被集成一本书，名为《星际航行的可能性》。3年后，他的另一本著作《航天学》面世，佩尔特里给出了星际航行在轨道动力学方面的详细解决方案。这本书被重印多次，成为了当时法国航天深度爱好者的宝书。

另外，如果说杜黑的《制空权》预言了飞机在战争中的巨大作用的话，佩尔特里的《航天学》则成功预言了火箭影响战争进程的巨大潜力。他指出火箭将会成为一种大规模杀伤性武器。（但是，富有戏剧性的是，将这一预言变为现实的是攻陷法国的德国人。）

在佩尔特里的呼吁下，法国成立了航天协会。热爱航天飞行器设计的法国人建立了组织。同时，佩尔特里向法国政府建议发展火箭武器和能够将物体和人类送入太空的火箭。但是，法国政府对佩尔特里的建议并未放在心上。

佩尔特里试着制造一枚火箭，以展示他的理论计算是有效的。一开始他选用了液氧汽油燃料方案。后来，采用四硝基甲烷作为氧化剂。

不幸的是，在一次爆炸事故中，他差点丧命。当佩尔特里终于被医生救活的时候，他发现，右手的三根手指没有了。

最终，法国政府和军方失去了耐心，他们没有采纳佩尔特里的建议。这也就终于使得法国丧失了实际上能够在德国之前造出火箭的机会。

二战结束后，吃尽了军事技术落后苦头的法国，开始大力发展飞机、火箭与导弹技术。

1945年10月份，一对法国士兵在奥地利境内发现了一个大建筑群。他们被高大的厂房和复杂的管路吸引了。法国军队立刻向上级报告。

这份报告很快就传到了约里奥·居里和亨利·穆勒那里。我的天！他们发现了当时世界上最先进的风洞！

上世纪40年代的德国人的风洞内的场景。一架Bf 109战斗机正准备接受风洞测试。

德国工程师对空气动力学的追求达到了极致。他们早已不满足于缩比模型了。德国人建造了大型风洞，这样能够对一架完整的真实的飞机进行实时的空气动力学试验。

而法国人在奥地利发现的那个风洞，促进了Me 262这款世界上最早投入实战的喷气式战斗机和Ho 229这款世界上最早采用无尾飞翼式设计的战术轰炸机的诞生。

有关这个风洞的消息几乎传遍了法国工程师界。虽然对这个风洞未来会对航空还是对航天更有用的争论还是有的，但是有一点，大家出奇地一致：赶紧把这个风洞运到法国来！

搬运小组是在1945年10月10日成立的，而留给他们的时间并不多。期间除了有英国和苏联方面要求派人进行参观外，主要的阻力还是来自于美国。

当时盟军对德国的势力范围进行分区占领的具体划分是有协议的（见上图）。按此协议，1946年5月份一过，跟这个风洞相关的一些地区就要归美国人了。

就在法国人紧锣密鼓地开始拆除奥地利风洞设施的时候，美国人也准备把风洞拆走。

为了避免正面冲突，法国小组解释说，法国需要钢铁和木材进行战后建设。这些都是急用的物资，还请美国方面不要阻拦。

但是，法国人意识到，美国是不会放弃对这个风洞的抢夺的。

1945年年底，矛盾激化了。法国和美国由各自搬运变成了争夺。法国小组真的急了，亮出了武器，并高呼 “保卫法兰西！”

美国人极不情愿地妥协了。就这样，法国人终于将德国人建在奥地利的风洞拆除了。火车连绵不断地将钢铁和木材运往法国里昂，就这样，被拆开的风洞变成了将近4600吨的带有编号的零部件。

历史上，留下了约里奥·居里的一句话。他说，他记起他的母亲艾米莉·约里奥的一句话，几乎可以作为他的座右铭：

“人生最重要的事情就是为反对不公平而进行斗争。”

法国人用这个风洞的材料，开始在法国重建大型风洞。

这就是赫赫有名的Modane风洞的来由。如今，这个在二战期间帮助很多经典德国飞机诞生的风洞已经为欧洲的航空航天事业提供了大量帮助。

（协和、幻影、猎鹰7X和A380都在这个风洞群里进行了相关试验。）

当年法国工程师对这个风洞的选址非常有远见。如今，Modane风洞的规模越来越大。注意上图风洞建筑群旁边密密麻麻的输电线路。这个风洞选址在水坝旁边，可充分利用水坝发的电。Modane风洞群的用电量很可观，为法国总发电量的0.1%。

自1946年起，法国工程师开始在阿尔及利亚的汉马吉尔靶场（北纬30°54′，西经 3°2′）进行火箭发射试验。这里比法国的纬度要低多了，而且周围很大范围都是空旷的大沙漠，极少会影响到地面人员的安全。

值得注意的是，法国工程师团队中是有一些德国人的。法国成立了专门的火箭和导弹研发部门。而该部门聘用了23名曾经在德国V-2导弹项目中承担一定的设计和制造任务的德国工程师。后来，又有一些德国工程师从英国过来，提供德语图纸和数据资料的翻译支持。

但是，曾经拥有佩尔特里、让·雅克·巴雷等航天工程师的法国，最终没有选择照搬德国人的设计。

法国人的骄傲和执着，让他们选择了一条几乎是全新的火箭发展道路。

法国工程师认为，液氧实在是麻烦，干脆就不用了。

这是矗立在阿尔及利亚发射基地的法国钻石A型火箭。

提到了导弹和火箭的命名，各国的风格也是大不同。德国的冯·布劳恩在起名字方面比较懒，比如A-1火箭、A-2火箭、A-4火箭（V-2导弹的前身），他到了美国之后，还是这个风格。比如他在红石导弹研究中心设计的弹道导弹就叫“红石”，而美国后来则习惯用希腊/罗马神话中的名字，比如宇宙神导弹、大力神导弹等。听起来文艺多了吧。

但是，比文艺的话，他们都比不上法国了。

看看法国的弹道导弹原型弹的名字：玛瑙、黄玉、翡翠、红宝石、蓝宝石。这些名字大概会让人们以为法国的导弹设计师会选修宝石鉴赏专业吧！

钻石A型火箭全长18.95米，起飞重量18.42吨。

该火箭为一枚三级运载火箭。（嗯，法国人一开始做运载火箭的时候，就奔着三级火箭去的。）

第一级长10米，直径1.4米，重14.7吨，采用以偏二甲肼/四氧化二氮为燃料的液体火箭发动机。（从佩尔特里开始，法国这一支就不太喜欢液氧。）由北方航空集团负责生产。

第二级长4.7米，直径0.8米，重2.9吨，使用一台固体火箭发动机。

第三级使用一台推进时间和第二级几乎相同的固体火箭发动机（工作时间为44.5秒）。

第二级和第三级均由南方航空集团负责生产。

而就在法国的火箭工程师在研制钻石系列运载火箭的同时，法国的卫星工程师们则在设计和制造法国的第一颗人造地球卫星。

该卫星叫做阿斯特克斯（Astérix），重42公斤。（原本该星叫做A-1，是法国军方卫星1号的意思，但是，这个太不文艺了，不符合法国卫星应有的风格，于是更名为阿斯特克斯。）

这个名字来源于法国家喻户晓的漫画《高卢英雄历险记》中的一个人物。

啥？用个漫画人物的名字命名自己的第一颗人造卫星？

嗯！法国人搞航天就是这么文艺。

阿丽亚娜

以法国为首的欧洲发射集团与美国的航天飞机、大力神、德尔塔还有宇宙神曾经有一段国际发射业务竞争的往事。

当时美国政府的策略，如今看来，是这个样子的：航天飞机投入了巨大的资金，而全世界范围内，除了苏联、中国等少数国家外，只有美国拥有将卫星可靠送入轨道的能力，并且对于大型卫星的研制和发射，美国拥有技术上的绝对优势。

通过设定限制，只允许美国的载具来发射美国研制的卫星，可以把市场盈利锁定在美国。再通过原则上只允许由航天飞机来发射，可以逐渐收回研制航天飞机的成本。

当国外客户对卫星在轨交付的需求成长起来之后，巨额的发射费用将会由越来越多的国家来买单，这是个一本万利的生意。

摄于法国某地的一枚阿丽亚娜1号运载火箭。摄影：邢强。

然而，以法国为首的欧空局研制的阿丽亚娜运载火箭横空出世，打破了美国人的如意小算盘。

1979年12月24日，阿丽亚娜1号运载火箭首次发射即告成功。这在当时的运载火箭里面是不多见的。

后来，随着阿丽亚娜系列运载火箭的崛起，美国的市场份额缩减为36%，而法国的市场份额占到60%。

尤其值得一提的是阿丽亚娜-4运载火箭。该火箭发射116次，仅失败3次，成功113次，成功率为97.4%！

名称

长期以来，阿丽亚娜系列运载火箭与阿里安系列运载火箭这两个名字是通用的。老一辈工程师更喜欢用阿里安这个名字，因为当时的译文就是叫阿里安。

这名字，到底哪个更符合火箭的本意，需要追本溯源的话，还得要从希腊神话里找。

在克里特岛上，有一位国王，叫做米诺斯。

米诺斯来头可不小，他的父亲是众神之王宙斯，母亲是欧罗巴。米诺斯死后成为了冥界三位大法官之一，这是后话。

生前，米诺斯和海神波塞冬的关系不错。后来，因为种种原因，波塞冬给岛上带来了一个牛头人身的怪物，米诺陶。

对的，就是美国米诺陶系列运载火箭的那个米诺陶。

米诺陶是牛头人身的怪物。国王米诺斯建了一座迷宫，把它困在里面。

后来，克里特与雅典爆发战争。雅典人战败。

雅典与克里特媾和，条件是，雅典人每隔9年就向克里特岛进献7名少男和7名少女。

国王米诺斯把这14个俊俏的少男少女投入迷宫。他们最终迷失在迷宫里，成为了牛头怪米诺陶的食物。

国王米诺斯有个温柔漂亮的闺女，叫 阿里阿德涅。

有一年，雅典又派少男少女来了。这其中，就有雅典的王子特修斯。

特修斯英俊潇洒，克里特公主阿里阿德涅一眼就爱上了他。

阿里阿德涅可不想让自己的心上人成为牛头怪的食物。

于是，她瞒着父亲，悄悄给了特修斯一把剑和一个毛线团。教给他：把毛线团的一端固定在迷宫入口，然后一路放线，就不会迷路了。

特修斯王子最终借助这柄宝剑和毛线团成功制服了牛头怪米诺陶，并逃出了迷宫，和阿里阿德涅公主牵手走向最为美好的少男少女的热恋。

阿里阿德涅 Ariadne这个古希腊时期克里特岛的公主的名字，后来被拉丁化，产生了Arianna和Ariana这两个名字。

很长一段时间，人世间的年轻父母拥有了女儿后，喜欢用这个温柔漂亮又勇敢智慧的公主的名字来起名。

Arianna，多一个n，译作 阿里安娜；

Ariana，只有一个n，译作 阿丽亚娜。

实际上，在西方国家，这两个名字至今依然是女孩儿乳名的热选。

阿里安娜排名第77位，阿丽亚娜排名第78位。

而阿里安这个名字从哪里来的呢？

阿里安是贵族姓氏，有确切史料记载的来源是古希腊/罗马时期的一位哲学家和历史学家Lucius Flavius Arrianus ，译作：卢修斯·弗拉菲乌斯·阿里安努斯。

阿里安努斯用一部《远征记》，详细记载了亚历山大大帝的战功。

阿里安努斯后来成为了雅典的执政官。

再后来，Arrianus这个希腊化的姓氏被简化，成为了Arrian。

因此，严格来说，如果我们追溯到希腊神话，追溯到希腊/罗马的历史的话，能够发现，Ariana，也就是阿丽亚娜，是神话中美丽智慧的公主名字，Arrian则来自雅典执政官的贵族姓氏。

考虑到欧空局的系列运载火箭的英文名称确为Ariana，而且运载火箭和洲际弹道导弹还有一些深空探测器通常以希腊/罗马神话或东方神话的名字来命名，因此，笔者认为：

欧空局的Ariana系列运载火箭，应该译成阿丽亚娜系列运载火箭。这是女性化的，神话中的，优雅的名称。

而阿里安，是男性化的，执政官家族的姓氏，不如阿丽亚娜有美感。

使神

进入上世纪80年代，以法国为首的欧空局在国际卫星发射市场上已经可以和美国分庭抗礼了。（甚至从上世纪90年代开始，占据了相当有利的优势地位。）

但是，法国人意识到，有一样东西，他们还没有：

那就是既能够完成天地往返的载人使命，又能够承担大型航天飞机的货运任务的航天飞机。

于是，一个大胆的计划出现了：

发展欧洲人自己的航天飞机，让欧洲具备自主的载人能力和大型航天器的在轨交付能力，同时为欧洲人自己的空间站提供技术储备。

这就是使神工程的由来。

使神工程，按照音译，应该译作赫尔墨斯工程。

当然，赫尔墨斯HERMES的另外一种常见的译名，叫做：爱马仕。

在罗马/希腊神话体系中，赫尔墨斯是众神之王宙斯和女神迈亚的儿子，是奥林匹斯十二主神之一，是旅行者的守护神，同时掌管牧羊人与牧牛人，兼职掌管辩论、诗与文字、体育、度量衡和商业，是代众神履行信息和物资传递使命的使神。

早在19世纪，希腊就以赫尔墨斯的形象作为邮政系统的标志了。

通过欧洲的赫尔墨斯工程，或者说使神工程，这个名称，就足见欧洲人当年对自己拥有载人能力和更强的货运能力的渴望。毕竟赫尔墨斯是旅行者的守护神。

实际上，我们今天看来，这个想法还是有一定远见的。

大家不妨看看，这些年，俄罗斯的载人版联盟火箭对每位宇航员的报价：

俄罗斯联盟飞船对美国宇航局的报价

单名宇航员（1个座位）的报价，从2007年的不到2500万美元，在2012年也就是美国航天飞机退役后的1年，翻番了，飙升为5000万美元。到了今年（2018年），这报价已经在上探8000万美元了！

嗯，涨成了十年前的3.2倍。

马克·吐温老爷子在他的成名作《汤姆·索亚历险记》里面，有过这样的说法：

“人类的行为有这么一个法则：那就是，为了要使一个大人或小孩极想干某样事情，只需要设法把那件事情弄得不易到手就行了。”

嗯，怪不得那么多人想上太空，因为实在是不容易。

欧洲的使神工程，准备研制像上图这样的空天飞行器。

使神号能够携带3位宇航员和3吨重的货运（加压舱）进入太空。整个飞行器的发射质量为21吨。

设计独特的翼尖空气动力舵面、复合式襟翼以及升力体式机身，在法国国家空气动力中心做了充分的实验验证。

1987年11月，使神工程正式立项。

同年，法国达索公司专门为使神号空天飞行器研制的能够耐受1600℃高温20分钟以上的新材料通过验收。

1988年，新的碳纤维复合材料和四余度电传操纵系统通过验收（原本是给先进战斗机计划预研的）。

第二年，三余度液压作动器出厂。

进入上世纪90年代，使神号的所有关键技术都已被突破，准备进入试生产阶段。

使神号，计划能够执行4类任务：

第一，在赤道上方810公里处进行在轨30天的自主飞行（轨道倾角0°）；

第二，与欧空局哥伦布号空间站进行对接（轨道倾角60°）；

第三，与美国宇航局的自由号空间站进行对接（轨道倾角28.5°）；

第四，支持欧洲的大型无人对地观测卫星（轨道倾角98°）。

后来，大家也就比较清楚了，苏联解体。

铁幕破碎的世界，出现了奇妙的变化，俄罗斯与美国开始在空间站领域深度合作。美国原计划的自由号空间站，与俄罗斯的大型空间站实现了联合，这就是国际空间站的雏形。

欧洲人认为，单方面与美国进行全面竞争的时代过去了。可以通过同时与美国和俄罗斯人的合作，让这两个国家帮自己执行载人航天任务。如果美国航天飞机要价高，就去找俄罗斯的联盟飞船，反之亦然。

于是，使神工程在1992年中止。

那么，欧洲人的哥伦布号空间站的计划后来怎样了呢？

哥伦布号空间站历经多次改装，拥有了和俄罗斯、美国的空间站相同的接口标准，并更名为哥伦布号实验舱。

2006年5月27日，一架空客大白鲸运输机装载了哥伦布号实验舱，准备运往美国卡纳维拉尔角发射场。

2008年2月7日，美国亚特兰蒂斯号航天飞机把代表欧洲人的空间站梦想的哥伦布号实验舱送入了太空。

随后，通过宇航员的多次太空行走以及加拿大机械臂的默契配合，哥伦布号实验舱被稳妥地对接好，成为了国际空间站的一部分。

火箭

使神工程中止了，哥伦布号空间站最终成为了国际空间站的哥伦布号实验舱。

那么，当年的计划里面，用来把使神号和哥伦布号送入太空的火箭怎样了呢？

答：变成了阿丽亚娜-5号！

当年使神号空天飞行器的项目负责人的合影。身后的火箭，后来就发展成了欧洲最大的在役运载火箭：阿丽亚娜-5号。

原本用来将空天飞行器送入预定轨道的2台固体助推器+液体火箭芯级的构型，形成了阿丽亚娜-5号运载火箭的雏形。

这就是在阿丽亚娜-5型运载火箭脚下向上看的感觉。邢强，摄于2017年。

合作

阿丽亚娜-5型运载火箭是一个典型的欧洲合作项目。

整个项目，由法国牵头，德国和意大利等国参与，共10个国家，按出资金额，阿丽亚娜-5号运载火箭项目被分成了24个股东，法国占7个，德国占2个。

阿丽亚娜-5 G型运载火箭，是阿丽亚娜-5系列运载火箭的基本型，近地轨道运载能力为16吨。

（后续通过不断升级，阿丽亚娜-5系列运载火箭拥有了能够将21吨载荷送入近地轨道的能力，但是，使神号空天飞行器的项目已经不在了。）

火箭高46米，芯级直径5.4米，起飞质量737吨。

阿丽亚娜-5号运载火箭基本型芯级有两级。

芯一级直径5.4米，高23.8米。

1996年6月份，阿丽亚娜-5号运载火箭矗立在法属圭亚那库鲁航天中心，准备她的处女航。

刚刚诞生的阿丽亚娜-5号运载火箭出师不利。1996年6月的那次发射，火箭升空后不久（37.1秒），就自毁了。

发生了什么？

笔者探寻到当年那枚阿丽亚娜-5运载火箭的制导控制系统的代码来逐行分析：

哈！这是Ada语言！没错的，Ada语言是那个年代最优美的语言，就像今天的Python和Java一样。

从1991年开始，美国国防部要求所有的航空航天型号的软件必须使用Ada语言。后来到了1997年，此规则被撤回了。

1996年的阿丽亚娜-5运载火箭也是用的Ada语言，大概转译成我们看起来比较方便的形式之后，从上图小火箭截取的火箭姿态控制系统的核心代码里，我们能够发现，这里有一个将浮点数转为整型的操作。

问题就出在这里！

int整型长16位，float浮点数长64位。

这里出现了由64位转16位的一个过程。

在发射成功率高达99.7%的阿丽亚娜-4运载火箭上，这段代码经过了多次验证，完全是没有问题的，因为所有这些涉及veloc变量的数都没有超过16位表示的范围（-32768到32767）。

而推力巨大的阿丽亚娜-5 G运载火箭，在第30秒的时候，有变量超出了。

这导致了溢出错误。

要命的是，如果大家仔细阅读后续代码的话，会发现，溢出的值直接影响了火箭对水平和垂直姿态的判断。

火箭此时以为自己在向上飞，而实际上，是翻转了90°，开始横着飞。此时，火箭飞行速度为0.7马赫，高度为3500米。

不一会儿，火箭的弹道计算机和姿态稳定系统几乎同时发现：

火箭偏离预定弹道，姿态稳定系统无法正常工作！

（此时火箭确实很难正常飞行了。毕竟阿丽亚娜-5号火箭没有用来提供升力的机翼，也没有用于配平的水平尾翼。）

于是，首枚阿丽亚娜-5号火箭认为自己失控了，为了保护地面人员，她毅然选择了自毁，在高空把自己炸成了碎片。

首发箭和载荷，当时作价6亿美元，灰飞烟灭！（相当于今天的9.25亿美元，也就是人民币62.58亿元。）

1997年10月30分，协调世界时13点43分，第二枚阿丽亚娜-5号运载火箭升空，但是也没能完全成功。

（芯级工作不正常，芯一级发动机提前关机，虽然二级工作正常，但是最终载荷没能进入预定轨道，发射失利。经分析和3次试验复现，是主发动机内流场不够理想，边界层剥离后，出现了罕见的螺旋流场，给火箭附加了一个900牛米的滚转力矩。）

成功

公元1998年10月21日，阿丽亚娜-5号运载火箭基本型G型迎来了她的第3次发射，终于取得圆满成功！

公元1999年12月10日协调世界时14点32分，阿丽亚娜-5号运载火箭的第4枚执行了第一次商业发射。当日，她将一枚X射线天文望远镜牛顿号送入了预定轨道。

第4枚阿丽亚娜-5号运载火箭出手不凡。牛顿号的轨道是椭圆形的，近地点5662.68公里，远地点112877.6公里（11.29万公里），轨道倾角40°，周期48小时。

由此，就开启了阿丽亚娜-5号运载火箭的传奇时代。

助推

阿丽亚娜5型运载火箭的单台固体助推器的推力为7080千牛，是火箭芯级液氢液氧主发动机推力的7.4倍！

意大利BPD防务与空间公司和法国国家火药与炸药公司联手研制了阿丽亚娜-5号运载火箭的推力强大的固体助推器。

（具体的配方为：68%的高氯酸铵+18%铝粉+14%HTPB）

不过，本文要特别强调的是：

阿丽亚娜-5号火箭的助推器和美国航天飞机的固体助推器一样，也是可以在海上回收的。

不过，不同的是，航天飞机的固体助推器回收后可以重复使用，而欧空局的阿丽亚娜-5号火箭的助推器回收后，仅用作科学研究，不再装填重复使用。

入水后的阿丽亚娜-5号火箭的助推器

在大洋表面浮浮沉沉的助推器等来了航船。

蛙人捕获助推器，准备封堵喷口。

落入大洋的阿丽亚娜-5号火箭的助推器时常会引来鲨鱼。这些深海的精（chi）灵（huo）或许是被固体推进剂的特殊味道吸引来的。

按笔者的经验，这种药的确闻起来像是带有血腥味道的汽车轮胎。

工作人员如果高兴，可以站到助推器上方，享受一下独特的冲浪感觉。

这块冲浪板，有些大：长31.6米，直径3.06米，简直就是一艘游艇了。

该助推器当年装填了固体装药后，总重273吨，如今只剩空壳，重33吨。

固体装药占总重的比例为87.91%，很不错。

在码头，专门有个龙门吊在等着她。

这就是阿丽亚娜-5号运载火箭的固体助推器的回收过程。

发动机

阿丽亚娜-5型运载火箭的火神液氢液氧火箭发动机触手可及。摸到她的巨大喷口的瞬间，感觉很奇妙。邢强，摄于2017年。

火神发动机高3.44米，直径2.09米，干重1.8吨。

火神是一款非常优秀的液体火箭发动机。

她使用了地球上目前能够被用得起的，几乎是能量最强的化学燃料组合：液氢与液氧。

火神发动机的真空比冲达到了428.7秒，这种4开头的比冲值目前来看是液氢液氧组合的专属。

在发射的时候，火神发动机先点火，工作3秒后，发射指挥人员判定芯一级液体火箭发动机工作正常，然后点燃固体助推器，让火箭腾空而起。

芯一级液氢液氧发动机的喷流比起固体助推器来说，低调了很多，不过这蓝色的火焰内，是4.21公里/秒的超快喷流速度。

球体

时常，各地新闻会有关于不明球体从天而降的报道。

这些报道对这种球体进行了描述，并进行了相关猜测，还附有一些照片。那么，这些球体到底是什么呢？

实际上，这些“神秘球体”是火箭上用的一种罐体，通常存有高压氦气、氮气或者偏二甲肼。

比如这样的球体：

从体型和做工上来看，这是典型的欧洲制造。她是39升偏二甲肼储罐，用于阿丽亚娜-5号火箭的姿态控制系统。

这就是阿丽亚娜-5火箭的上面级姿态控制舱段。这一段有1.56米高，干重1400公斤。最外圈是直径5.4米的阿丽亚娜-5火箭的外壳，内圈是直径3.936米的阿丽亚娜火箭上面级内表面。

这两圈之间的6个圆球，就是偶尔会掉到地球表面来扮演入侵的外星人角色的偏二甲肼球形储罐了。

按照不同的任务要求，储罐的数量可多可少。不过，每个储罐本身都是符合标准的。

以39升偏二甲肼储罐为例，这种罐的容积为39升，罐体体积为58立方分米，最大工作压强为26巴（约合25.66个标准大气压力，大约是咱们平时见到的民用液化天然气工作压力的3倍以上）。

如果捡到了这么一个罐子，怎么确定就是空中客车公司生产的呢？第一要量尺寸，第二要称重。

39升标准偏二甲肼储罐的空重是8.5千克。尺寸么，可以自行对比下面的图纸：

这种储罐的最大外径为480毫米。

如果捡到这么一个17斤重的罐子，能去卖废铁么？

答案是：不能。因为这种罐子不是铁做的，而是：钛合金做的。具体来说，这类偏二甲肼储罐的材料标号是Ti6Al4V，也就是传说中的R56400钛合金。

这种材料强度和刚度都很大（Ti6Al4V的屈服强度是950MPa，咱们日常生活中的餐具、耐腐蚀器具上用的304不锈钢的屈服强度是205MPa），重量相对较轻，通常会用在叶轮、压力容器、潜艇、跑车、飞机、导弹、化工容器、涡轮风扇发动机上。拿去卖废铁是太浪费了。

这个就是用Ti6Al4V做的。

这个上面也有Ti6Al4V。

那么，这个球球上面到底有没有铁？

答：还是有一些的。典型的Ti6Al4V中，含有将近90%的钛、6%的铝、4%的钒。另有0.15%的氧、0.1%的铁、0.03%的碳、0.01%的氮和0.003%的氢。所以，捡到的17斤重的储罐卖给收废品的人的时候，可以说里面有8.5克铁，当然至于收废品的人承认与否那就不是小火箭能决定的事情啦。

想要切开这个球球看里面是什么样子的可以么？

答：千万不可以！千万不可以！千万不可以！这个球球原来是装偏二甲肼的，这是一种易燃易爆而且剧毒的物质。

按照化工品标准，这个球球实际上要贴满上面的所有标志。

当然，除非你能穿成这个样子。这是一名穿着全副武装的保护服的一线航天工作者在灌装偏二甲肼。

实在想切开这个球球看看里面的结构怎么办？

答：里面没什么好看的。就是一个钛壳儿包着一层橡胶。

什么橡胶？橡胶有很多种啊。

答：是一种烧起来味道不是很好闻的橡胶，学名叫三元乙丙橡胶。这是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，是乙丙橡胶的一种，以EPDM（Ethylene Propylene Diene Monomer）表示，因其主链是由化学稳定的饱和烃组成，只在侧链中含有不饱和双键，故其耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异，可广泛用于汽车部件、建筑用防水材料、电线电缆护套、耐热胶管、胶带、汽车密封件等领域。

还有没有其他大小的球？

答：当然有啦！

这是一种218升规格的大球。

最大尺寸为84厘米多。

偏二甲肼的储罐都是球形的么？一眼能认出是哪个飞行器上的么？

答：不是的，还可以是其他形状。并且，相似的球球可能来自不同的飞行器。所以大家得到现场量取具体尺寸称取重量，并结合近期的火箭发射情况和轨道监测情况来推断球球到底来自哪个飞行器。

这是空客生产的177升的标准偏二甲肼储罐，长长的。

当然，还得配上图纸。

其他飞行器，比如织女星火箭上，也有这样的储罐：

注意期第四级上的储罐。

凑近些看织女星火箭的球形储罐。

基本上是这样的一种结构。

阿丽亚娜-5上的姿态控制舱段。上面那个有6个球，下面这个只有2个球，根据任务不同，储罐的数量也就不同（因为消耗的燃料不一样多）。

以后天上再掉下这样的球球来，大家是不是已经有了去量尺寸、称重量来推测它们来自哪枚火箭来自哪个航天器的冲动了呢？

升级

从左到右，欧空局的主力运载火箭系列：织女星，联盟（与俄罗斯合作，但是依然在库鲁发射），阿丽亚娜-5 GS，阿丽亚娜-5 ES，阿丽亚娜-5 ECA。

从G到ECA，阿丽亚娜-5的起飞重量从737吨增大为777吨，其近地轨道运载能力从16吨跃升为20吨以上。地球同步转移轨道运载能力从6.95吨提升到11.11吨（提升了59.8%）。

阿丽亚娜-5运载火箭的上面级

阿丽亚娜-5运载火箭5.4米直径的大整流罩

阿丽亚娜-5运载火箭的弹道比较有趣，当然也很壮观。

看一眼，就足以让人心潮澎湃的激光陀螺！

阿丽亚娜-5系列运载火箭，截止到公元2018年7月26日，共发射了99枚，成功94枚，成功率为94.95%。

其中，G型发射15枚，成功13枚；G+型发射3枚，全部成功；GS型发射6枚，全部成功；ECA型发射66枚，64枚成功；ES型发射8枚，全部成功。

目前，这款发射报价在1.65亿美元到2.2亿美元之间的成功的运载火箭，已经逐渐迈向退役的路。

2018年7月25日，在发射了伽利略导航系统的卫星后，阿丽亚娜-5运载火箭的ES型停产，以100%的成功率留下一段传奇。

而唯一保持生产的阿丽亚娜-5运载火箭的ECA型，也终将在2022年完成最后的发射后退役。

阿丽亚娜-5运载火箭，比阿丽亚娜-4运载火箭的平均发射成本降低了30%，在国际发射市场上获得了巨大的成功，打破了美国的垄断。

今后，阿丽亚娜-6运载火箭将努力比阿丽亚娜-5的造价再降低30%，拭目以待之。

按小火箭获得的确切来源，人类近几年来性能最好的太空望远镜詹姆斯·韦伯望远镜，确定由阿丽亚娜-5 ECA型来发射，定轨在日地拉格朗日L2点上。

发射时间节点，目前定为2021年3月30日。

全文结束，这就是小火箭为您讲述和分析的阿丽亚娜-5系列运载火箭。

本文来自微信公众号：小火箭（ID：ixiaohuojian），作者：邢强博士