长征五号与猎鹰f9的差距有多大？

为长五正名！众所周知，齐奥尔科夫斯基公式是一个极具包容性的工具，可以容纳多种数据。只要DeltaV达到9300m/s，火箭便能将载荷送至LEO；若达到11500m/s，则能抵达GTO。😏

观察猎鹰九号在美国工业巨头的支持下所展现的出色性能，其各级干质比均令人惊叹。尤其是第一级，尽管带有着陆腿和格栅翼等重设备，其干质比仍达到了16.46；而第二级更是接近25，堪称卓越。相比之下，梅林引擎的比冲略显不足，这主要归因于其传统的液氧煤油燃料和燃气涡轮结构。再看长征五号，其设计路线独特，因未采用共底储箱且结构优化不足，干质比仅为11.35和8.65，稍显逊色。但好在发动机比冲表现出色，无论是长五B一级半的25吨近地轨道运力，还是基本型二级半14吨的GTO运力，均属中等水平，甚至略显保守。

显然，长征五号基本型擅长高轨道小载荷运输，而长五B则专精于近地轨道大件运输。从运力角度看，这两种构型组合起来的性能完全不逊于猎鹰九号与重型猎鹰的组合。猎鹰基本型在LEO运输方面表现出色，但载荷质量和整流罩尺寸均无法与长五B相提并论。重型猎鹰理论上拥有强大的运力，但由于受限于同款第二级，通常用于高轨道任务。即使在不考虑回收的情况下，其GTO运力也并未超过长征五号三级构型太多。发动机比冲和结构干质比是决定火箭DeltaV的关键因素，我们可以将重型猎鹰（蓝色）、长征五号（绿色）和重型德尔塔四（灰色）的数据进行对比。横轴代表载荷质量（吨），纵轴表示火箭为载荷提供的最大速度增量（m/s）。这三款设计风格迥异的重型火箭性能曲线大致如下：

全液氧煤油的重型猎鹰结构优秀，能承载较重的载荷，但在速度增量要求较高时，载荷质量会显著下降。（其优势在于推力强大，理论上能够充分发挥LEO的50吨运力）全液氧液氢的重型德尔塔理论上可为轻载荷提供惊人的速度增量，但在重型载荷方面表现不佳，特别是15吨以上的载荷，其羸弱的RL-10发动机恐怕难以推动。（由于第二级RL-10的推力仅为11吨，且推重比甚至低于民航客机，因此在15吨位置我添加了虚线）而长征五号则结合了两种燃料的优势，虽然其比冲并非最高、推力并非最大、结构干质比也非最优，但得益于合理的设计，其性能均衡且运载能力毫不逊色。（受第二级发动机推力限制，实际载荷不会超过长五B的25吨，否则LEO任务也会采用基本构型）

SpaceX开创了航天史上的新篇章，期待他们能够成功打造星舰。而中国航天虽然起步较晚，但一直在努力追赶，并展现出许多优秀的设计。我也期望中国航天能够越做越好，早日跻身世界前列。