长征5号与当代大型火箭之华山论“箭”［上篇］
来源 超级Loveovergold
自2017年7月2日发射失利之后，经历908天至暗时刻，2019年12月27日长征五号遥3运载火箭从文昌发射场顺利升空，将重达8吨的实践二十号卫星准确送入预定轨道，可谓一发定全局！而5月5日长五B遥1火箭再接再厉发射成功，随后的嫦娥5发射任务圆满成功宣告着中国长五系列大型火箭走向成熟！
这一路走来实为不易，而放眼世界，长五和当代现役同级别火箭相比，究竟处于何种水平？我们和目前世界上同级别现役的阿里安5、宇宙神5和德尔他4安加拉等火箭做一个横向对比，比个高下的同时也悉数大型火箭的研发曲折经历！
一、风雨之后是彩虹——阿里安5
在挑战者航天飞机失事之后，发射市场一箭难求，阿丽安火箭疯狂揽单，1986年一年签了18单发射服务合同，然而阿丽安2/4都存在运能短板，无法满足通信卫星不断增加的体积和重量，迫切需要一款大型火箭，满足大质量的多星发射，巩固欧空局在商用卫星发射方面的领先地位和市场份额，同时也为后续发射欧洲载人航天飞机、国际空间站建设做好铺垫，阿里安5运载火箭在这种背景下于1987年11月被正式批准研制，由于涉及载人航天，阿里安5的可靠性要求达到0.99，执行不载人发射任务时其可靠性也要求达到0.98以上。
阿里安5为两级半火箭，整个火箭包括基础级和上面级两大部分。基础级由直径为5.4 米的氢氧芯级外加两台固体火箭助推器组成。作为阿里安5火箭的心脏，代号为HM-60的百吨级推力氢氧发动机——火神(Vulcain)事实上早在1980年就启动研发，为了减少研发的技术风险和费用，该发动机并未采用航天飞机主发动机（SSME）复杂但高效的分级燃烧循环，而是借鉴相同推力级别的J-2发动机，采用了难度较小、可靠性较高的燃气发生器循环，地面和真空推力分别为900kN和1145kN，咋一看推力不大，然而阿里安5配备了两台的直径3.05米的固体火箭发动机，合计推力达到千吨级！海平面平均推力为2 X5250 kN，真空推力为2X6000 kN，在起飞时提供了超过90%的推力，让阿里安5力大无穷。
图1. 两台巨大的固体火箭助推器在起飞的时候提供了超过90%的推力
阿里安5G（G=generic，通用型) 为该型号第一代火箭，上面级采用了稳定可靠的L7发动机（Aestus），推力为27.40kN，推进剂为一碰就着的一甲基肼和四氧化二氮自燃推进剂，降低了故障可能性，初代阿里安5可以把6.8吨重的有效载荷送入地球同步转移轨道（GTO）。
经过前后近16年的研究，耗资70亿美元的阿里安5火箭在1996年6月4日迎来处女飞行，然而从法属圭亚那库鲁航天中心发射后仅39秒，在约3700 米高度，火箭姿态失控，攻角大于20度，两枚固体火箭与火箭分离，在强烈的气动力作用下箭身断裂，随即箭上自毁系统将火箭炸毁，价值5亿美元的火箭及其4颗科学卫星被毁。
图2. 升空后30秒姿态开始失控并失事
事后调查发现阿里安5运载火箭的惯性基准系统是从阿里安4火箭继承，之前的多次飞行证明其设计合理、可靠性高，但两种火箭有所不同。两枚强大推力固体助推火箭令阿里安5火箭推重比为1.75，远超阿里安4，尤其是在升空后30秒时产生的横向速度比4型火箭的横向速度快了5倍，过大的数值在转换时导致主备用惯性基准系统计算机软件字符溢出，迫使计算机系统中断运行，箭载计算机根据停摆的惯性基准系统计算机输出了错误的姿态控制指令导致火箭失控，在巨大的动压下火箭解体。
失败之后的17个月内6500名工程师卧薪尝胆，这些努力于1997年10月30日获得回报，编号为502的第二枚阿里安5G火箭从库鲁航天中心发射升空进行其第二次认证飞行，发射基本成功，然而阴霾继续笼罩，在固推分离之后，箭身开始神秘的滚转并导致芯级发动机过早熄火，模拟载荷的轨道低于预期。这个神秘的现象要从火神发动机的排放冷却喷管说起，瑞典沃尔沃航空发动机公司为火神发动机制造了独特的排放冷却喷管延伸段，为了让液氢在管内快速流动并充分吸热后在喷管末端排出，将456根方形Inconel 600材质的不锈钢管螺旋状排列，壁的厚度仅为0.4毫米，然后用钨极氩弧焊（GTA）钎焊，液氢在累计2公里管长充分吸热让内壁能抗1000K高温。
图3. VOLVO航空发动机公司的技师在细致盘绕螺旋不锈钢管
然而万万没想到的是喷管延伸段内壁螺旋状束管的排列会导致发动机燃气射流的边界层也带“旋”！转圈的燃气反作用到发动机上就产生了900 Nm（牛顿·米）滚转扭矩，甚至超过火箭姿控系统的调节能力，导致箭身滚转。三次地面点火测试得到了与该次飞行数据非常吻合的数值，后续通过调整涡轮废气排放抵消这部分滚转扭矩至100 Nm以下。
航天在工程实现上是从无数次试验、无数次失败中迭代后才能取得的最终成功，基于上述努力，第三枚阿里安5G终于在1998年10月21日成功通过了飞行测试，阿里安5G火箭于1999年12月10日正式投入商业运营。
随后根据不同的发射需要，阿里安5 G（1996-2003），阿里安 5 G +（2004）、阿里安 5 G5（2005至2009）、阿里安5 ES（国际空间站货运或打伽利略导航卫星）、阿里安 5 ECA等多个衍生型号出现，目前阿里安 5 ECA型号在役，她专为地球同步转移轨道（GTO）设计，芯级发动机升级为火神2，推进剂混合比由5.1增加到6.2，喷管扩展比由45增加到60，涡轮废气也改为排入喷管作气膜冷却等改进，推力增加30%至1350 kN；ESC-A上面级是改进的阿里安 4 液氢液氧第三级，配备64.8 kN推力HM7B发动机；直径为5.4 m的整流罩有19.2米和12.7米两种规格，GTO发射能力达到10吨。当然每一个新型号定型都不是一帆风顺，2002年12月11日阿里安 5 ECA首发再次失败，火神2发动机的喷管冷却系统破裂喷管过热变形、火箭失控，两颗价值6亿欧元的卫星掉进大西洋。然而风雨之后才能见彩虹，经过大量对火神2重新设计和测试工作之后，阿里安 5 ECA终于在2005年2月12日成功飞行，截至目前，阿里安5ECA已经连续成功发射74次，是世界上最可靠的运载工具之一，也是欧洲独立进入太空的基石，NASA耗资80多亿美元的詹姆斯·韦伯望远镜也将由金牌阿里安5ECA火箭预计在2021年发射升空。
图4. 耗资80多亿美元的詹姆斯·韦伯望远镜也将由阿里安5ECA火箭发射
二、俄国心，美国箭——宇宙神5
从20世纪80年代末到90年代初这段时期是美国太空飞行特别坎坷的时代，“挑战者”失事之后，发现几款50年代洲际导弹发展而来、性能低下的运载火箭远远无法满足发射需求，同时伴随着欧洲阿里安运载火箭的成熟，美国担心商业太空发射市场可能会随之转移。形势的发展导致新型运载火箭的需求迫切，EELV（渐进式一次性运载火箭，Evolved Expendable LaunchVehicle ）项目应运而生，该项目为军队提供可靠的太空发射，也能确保美国在商业发射上的霸主地位，而且还要具备足够的成本竞争力，把当时LEO(低轨道的运载能力)高达1.1～2.2万美元／公斤的发射价格降下来，逐步取代宇宙神（Atlas），德尔他（Delta）和大力神（Titan）老旧昂贵的运载火箭，使其成本较现有火箭降低25％～50％ ，并提高可靠性、简化操作和缩短发射周期，继续保持在航天技术领域的领先地位。
各航天军工企业纷纷行动！通用动力空间系统部门之前就着手其宇宙神2轻型到中型系列运载火箭的升级，这个升级旨在降低成本并提高宇宙神2的性能，使其在不断变化的全球商业发射市场中更具竞争力。内部的决策也建议与俄罗斯火箭发动机生产商动力机械科研生产联合体（NPO Energomash）合作，以现有的四推力室的RD-170发动机为基础开发一款新型发动机，这种新型双推力室发动机几乎是半个RD-170，被称为RD-180。1995年通用动力空间系统部门辗转被并入洛克希德·马丁公司（下简称洛马），新公司计划继续升级宇宙神火箭，并选择了动力机械科研生产联合体（NPOEnergomash）RD-180。虽然当时RD-180还在设计阶段，但该项目对于苏联解体后困境中的动力机械科研生产联合体的生存至关重要，俄罗斯政府也给予强有力支持，1995年10月俄罗斯航天局和国防部甚至联合致信洛马公司力挺RD-180，两台预研发动机在1996年11月至1997年3月期间进行了12次试验和1610秒时长的测试，在各种推力和混合比水平下运行，验证主涡轮泵单元缩比设计的可行性和功率水平、连续工作时长。得益于一个好底子，俄罗斯航天专家的绝地发力进一步提升了发动机性能，RD-180室压也随之达到了前所未有的25.7MPa，真空比冲创下液氧/煤油机337.8秒的纪录，节流范围进一步放大到47％~100％（极限可以达到40%），最大真空推力达到4150千牛，青出于蓝而胜于蓝！ 1998年7月，RD-180被送到马歇尔太空飞行中心，在综合试车台上进行了4次测试，持续131秒，论证和测试了关键的运载火箭接口和控制系统逻辑。
RD-180顺利的合作进展也让空军动了心，由于对商业发射市场的乐观，两个火箭型号中标明显会比一个来的可靠，而且形成的商业竞争关系便于政府操盘。1998年10月，空军并未根据原计划选择一家公司来承接EELV项目，而是授予洛马和波音公司两家各5亿美元的EELV研发项目合同，开发各自的运载火箭和发射基础设施，合计28次发射服务，总价值20亿美元，每次发射仅7200万美元。
在测试全部通过之后，动力机械科研生产联合体在1999年1月2日正式交付首台发动机。完成了发动机选型，后续的研发对于洛马来数简直是一马平川，宇宙神5全新开发的芯级，直径从3.05米增加到3.81米，高度为32.5 米，贮箱可以装下284.45吨的液氧和航天煤油，另外还可以最多增加五个阿罗杰特公司的捆绑式固体火箭助推器，每个推力可提供额外的1270kN的推力，持续工作94秒。
上面级采用了久经考验的液氢液氧半人马上面级，但贮箱不再使用“不锈钢气球”，采用了铝合金，贮箱可以在未加压时保持结构稳定，由于铝的导热率比不锈钢高，整个贮箱外层采用聚氨酯泡沫覆盖以进行绝热。根据不同的任务需要，可以一台或者2台RL10液氢液氧上面级发动机，每台推力99.2 kN，并可多次启动满足不同的发射需求。
根据不同的载荷，宇宙神5可以提供两种直径的载荷整流罩，一种是沿用宇宙神2的直径为4.2米的整流罩，分别有9米、10米和11米长度，仅仅包覆卫星；对于大型卫星，另外准备了瑞士RUAG公司生产的直径为5.4米的整流罩，长度可有20.7米、23.4米和26.5米三种尺寸，这种长整流罩完全包覆了半人马及有效载荷，可以抵御高空横风的影响。根据整流罩的尺寸，宇宙神5被分为了400和500两个系列。
图5.上面级配置一台发动机的宇宙神5家族
别小看助推火箭的能耐，宇宙神5最小的401（第一位表示整流罩尺寸，第二位表示助推火箭数量，第三位表示上面级发动机数量）配置，LEO运载能力为9,072千克，GTO为4,750千克，相比之下，配置5个助推火箭的宇宙神5的最大配置——551型号的运载能力翻倍，LEO达到18,814千克，GTO甚至达到8,900千克，依靠助推火箭的灵活配置，宇宙神5可以满足大跨度的发射需求。
但由于火箭箭身侧面有一个电子设备舱和一条液氧输送管，因此只能安排5个非对称的固体火箭助推器捆绑点，下图为各个不同构型的助推器“偏心”安装方式，这往往让人担心非对称安装的助推火箭在工作时产生的俯仰力矩。
图6.各个不同构型的助推火箭“偏心”安装方式
不过RD-180继承了摆角达到8度的“泵后双摆”推力室设计，足以克服助推火箭“偏心”安装引起的力矩以及助推火箭鸭嘴形状整流罩引发的气动阻力。
图7.两个军绿色作动器能使RD-180的喷管在两个平面内摆动
第一枚宇宙神5火箭于2002年8月21日首飞成功，作为美国和俄罗斯在蜜月期精诚合作的典范，宇宙神5的发射记录极为完美，发射任务全部成功，仅有两次发射存在瑕疵，一次为2007年6月15日发射绝密的入侵者8A/B双星，上面级二次点火由于液氧阀泄漏提前关机4秒，后依靠卫星自身的发动机进入高度为1150 km、倾斜度为63.4度的冻结轨道；另一次是2016年3月23日发射天鹅座-5货运飞船时，由于混合比调节阀问题导致RD-180提前关机5.6秒，后续通过上面级延长点火时间挽回。正因为高可靠性，宇宙神5是目前唯一获得NASA认证的可发射含放射性核物质载荷的火箭，利用RTG等核能供电部件的深空探测器只能靠她发射。
图8. 2011年8月5日宇宙神5最大运载能力的551型号火箭发射朱诺木星探测器
而RD-180实惠的价格，初期单台1000万美元出头，哪怕2014年价格暴涨至2340万美元，宇宙神5的性价比依旧比波音的德尔他4要高不少，因此不差钱的美国空军也多半选择ULA的宇宙神5发射。
但俗话说，分久必合，合久必分，美国和俄罗斯在2014年乌克兰危机爆发之后交恶，俄罗斯曾一度表达向美国停止销售RD-180发动机，RD-180发动机可能的断货成为美国军事和安全航天发射的心腹之患，幸好美国还有一款大型运载火箭——德尔他4！
三、“浴火重生, 凤凰涅磐”的德尔他4
从宇宙神5火箭的故事中您也许会质疑，作为航天强国的美国为什么要和昔日的冷战对手合作？事实上对于苏联解体后的俄罗斯，是继续对抗还是合作确实是个难题？而苏联几十年在航天的投入为俄罗斯留下了丰厚的航天技术储备，同时解体后紧张局势缓和，在美国运载火箭上使用俄罗斯火箭发动机是可行的，甚至是可取的，以便用他山之石发展下一代美国太空技术，并帮助保持俄罗斯火箭科学家的就业和生存，防止导弹技术扩散到“流氓”国家。当然美国不会把EELV计划完全寄托在俄罗斯手里，当时竞标EELV计划的还有波音和麦道等。波音公司的方案是采用2台SSME作为基础级发动机，捆绑2～8台瑟奥科尔120固体发动机，这一方案乍一看很眼熟，莫非是25年前的MINI版SLS？还好当时的波音还没有烧钱的习惯，该方案是可复用的，SSME在发射后分离并伞降在海面回收。
图9. 波音的回收两台SSME发动机的EELV竞标方案
而麦道公司和洛克威尔国际公司（当时还是洛克达因的母公司）拿出了德尔他4火箭方案，美国德尔他系列火箭是道格拉斯飞机公司在“雷神”中程导弹基础上发展起来的航天运载器，雷神-德尔他（Thor-Delta）它是世界上家族成员最多、改型最快的运载火箭系列，曾发射了世界第一颗地球同步轨道卫星。为满足EELV项目对低成本和可靠性方面的要求，该方案打算大量采用现有德尔他系统中成熟的部件和生产流程，德尔他4继承德尔他3的上面级，采用了普惠公司的RL-10B-2发动机，也就是那款喷管可以伸缩比冲达到462秒的神器，芯级选择了基于SSME简化设计衍生的液氧/液氢发动机RS-68发动机，并采用通用助推器芯级构型(CBC)，实现多种构型和运载能力。
显然波音的SSME回收方案存在明显的技术风险，而且SSME每次回收后的翻新成本也不低，1996年12月20日，前述宇宙神火箭生产商洛马公司和麦道公司分别获得了6千万美元的第二阶段合同，以完成为期17个月的EELV的前期工程与制造开发研究。
波音至此和EELV无缘？没有，波音最大的本事还在于资本运作和并购重组能力，基于冷战结束后军工产业的萧条，同时为了抗衡空客集团，自1993年开始波音两次试图收购麦道但遭拒绝。1996年12月15日即便垄断嫌疑的争议不断，在美国政府的撮合下波音公司用133亿美元并购了麦道公司，同日波音又花费32亿美元从洛克威尔国际公司买下空间和国防业务，将洛克达因（Rocketdyne）收入麾下，至此波音成功入局EELV，雄心勃勃的波音在前人基础上综合运用了各种成熟技术，全力打造德尔他4的方案参与空军EELV计划，RS68的研发工作交给了在这方面最拿手的洛克达因。
洛克达因在液体火箭发动机方面拥有50年悠久成功的历史，在氢氧机研制上更有非常深厚的造诣，在阿波罗计划中洛克达因研发百吨级液氢液氧上面级发动机J-2发动机，在J-2基础上，洛克达因拿出了氢氧机的巅峰之作——航天飞机的主发动机SSME（RS-25），然而SSME价格也是惊人，单台5000多万美元，复用翻新的成本也非常惊人。针对这个情况，洛克达因在国家发射系统（NLS）和STME项目中苦练基于燃气发生器循环的高可靠性低成本液氢液氧发动机，功夫不负有心人，洛克达因这种自我加压正巧赶上了EELV项目。RS-68发动机设计完全不同于洛克达因公司研制SSME的设计思路，走了中庸之道，不求最优性能，而是求得平衡，以现有设计经验和技术条件为基础，在满足总体性能要求前提下，尽量降低设计技术要求，提升可靠性和经济性，比如采用燃气发生器循环替代分级燃烧循环，牺牲部分性能的同时大幅降低了推力室室压等运行工况要求，并把推力提高了约50％；采用更多成熟的技术，比如推力室沿用同轴喷注器，电火花加工技术生产的整体式涡轮泵叶轮以减少零组件数量，发动机的零件数仅为SSME的20％，而且针对一次性的使用，采用了烧蚀喷管简化了系统设计。
图10. 测试中的RS-68发动机
仅仅用了4年时间，洛克达因通过183次的试验和18945秒的试车完成发动机的研制和验证，研制费用比SSME降低了近50％。由于整个项目的顺利进展，波音公司如愿以偿在1998年10月拿到了空军5亿美元的EELV项目合同。
像RS-68这种单台海平面推力2886 kN、真空推力3308kN的世界最强氢氧火箭发动机非常适用于通用助推器芯级（CBC）构型，如下图所示，德尔它4分为中型、中型+和重型三个型号，其共同点是都采用了统一的配置单台RS-68发动机的通用助推器芯级，中型用了一个，重型火箭用了三个，而中型+则采用两枚GEM 60固体助推火箭取得介于两者之间折中的运载能力，可以说是搭积木的模块化构想，其中重型德尔他4的GTO运载能力达到了14.2吨，LEO运载能力达到28.8吨。整流罩有4米和5米两种直径规格，长度从11.7米～19.8米，匹配不同的发射需求。
图11. 波音的回收两台SSME发动机的EELV竞标方案
作为世界最强航天大国的杰作，百分百美国产的德尔他4运载火箭的研发无疑是一帆风顺，2002年11月20日德尔他4火箭在卡纳维拉尔角空军基地成功进行了首次发射，起飞37分钟后将“欧洲通信卫星”W5送入预定轨道，之后的40次发射均获得成功，唯一一次例外是2004年12月21日重型德尔它4首秀，由于推进剂液氧输送管路出现气蚀产生的空穴导致传感器误以为氧化剂用尽，芯级提前9秒关机、助推级提前8秒关机，但上面级的出色发挥弥补了这一瑕疵。到目前为止40次发射，其中含11次重型德尔他4发射均获得圆满成功。不过这里也要说一个趣闻，也就是每次德尔他4发射时，都是浴火重生, 凤凰涅磐，整个火箭会被点着，烧的黑漆漆的火箭消失在空中会让人替她捏把汗。
图12. 德尔他4整个火箭会被点着，烧的黑漆漆的火箭消失在空中
个中缘由要从RS-68采用的推进剂说起，采用液氢液氧推进剂的火箭对于绝热材料要求尤其高，因为液氢的沸点仅有-252.7℃，液氧也低达-183℃，空气遇到冰冷的贮箱壁便会放热液化，导致低温推进剂汽化排放，而绝缘材料就是尽可能杜绝热传导，阿波罗登月项目研发了将非常轻的聚氨酯泡沫（Polyurethane Foam)直接喷涂到贮箱外壁固化成型的工艺，泡沫内包裹了数以百万计的微小气泡绝热，表面涂覆保护层密封则可以防止空气渗入绝热材料。但RS-68在启动时为了预冷涡轮泵和燃烧室喷注器，减少涡轮泵在启动时的工作背压，会提前打开液氢阀门并在2.5秒的时间排放大量液氢充分带走发动机的潜热并汽化，比空气轻的氢气开始飘起上升，随后当强大的RS-68发动机点火时，火焰就会点燃空气与氢气混合气体并将聚氨酯泡沫点燃，熏黑箭身，而且重型德尔他4由于三台RS68的点火时序设置问题尤其严重。后续优化点火时序错时点火，右侧发动机在T-7S先于其他两台发动机提前两秒启动，强大射流形成的低压将芯级和左侧发动机启动过程中的气氢引流下洗，让该问题得到了一定缓解，之前的全熟变成了三成熟。不过这也成为德尔他4火箭有名的出场秀。
目前波音和洛马合资的ULA――联合发射联盟公司，计划研发采用BE-4发动机为芯级的火神火箭，逐步淘汰除重型德尔他4之外的低性价比德尔他4，也为发动机受制于人的宇宙神5火箭留了条后路。
四、踌躇满志的俄罗斯安加拉5大型火箭
苏联解体后不久的1992年，为了摆脱对其它独联体国家航天技术和拜科努尔发射场的依赖，即便当时俄罗斯国内的经济形式并不乐观，俄罗斯政府还是下定决心研制能在国内生产和发射的新一代运载火箭。1993年俄罗斯航天局与俄罗斯国防部向其国内的空间研究机构与航天工业部门招标，准备研制新一代运载火箭，这种火箭以西伯利亚湍急的安加拉河命名。
赫鲁尼切夫国家科研生产中心和能源火箭航天公司分别投标，最终赫鲁尼切夫中心以质子号火箭成熟技术为基础的多级、多模块化火箭技术方案中标。1994年9月，俄罗斯政府宣布赫鲁尼切夫中心为安加拉号火箭研制的总承包商，并调整了安加拉号火箭的设计目标，取代质子号火箭成为俄罗斯发射静止轨道卫星的新一代运载火箭。
质子火箭采用有毒推进剂，一系列质子火箭失事在哈萨克斯坦造成严重的生态破坏，因此赫鲁尼切夫中心决心采用环保推进剂，安加拉号火箭最初的技术方案是使用技术成熟的液氧煤油为推进剂四推力室发动机RD-171作为第一级发动机，但考虑到模块化，后续火箭芯级改用单推力室富氧分级燃烧循环的液氧煤油RD-191M发动机，作为构建2.9米直径“通用火箭模块”（URM）的基础，而不是单台大推力的RD-171发动机。
图13. 安加拉火箭家族
通过模块化组合形成了安加拉火箭家族系列，该家族包括4种不同型号，即小型运载火箭——安加拉1.1和安加拉1.2，采用一个URM；中型运载火箭——安加拉A3和重型运载火箭——安加拉A5各采用3和5个URM。除了基础级火箭，安加拉系列火箭还配置由30吨推力的液氧煤油高空发动机RD-0124提供动力的二级URM-2，以及3款上面级，分别为原隆声号火箭使用的微风KM上面级、微风M上面级，未来还计划研发液氢液氧动力的KVRB上面级，由推力10.5吨、比冲达到461秒的RD-0146D发动机提供动力。组合配置，即便从莫斯科以北800公里、北纬62.7度的普列塞茨克高纬度发射场发射，依靠KVRB上面级可以达到LEO24.5吨、GTO6.6吨的最大运载能力，为用户提供灵活的发射选择。
图14. 安加拉火箭家族的发射能力一览
然而国力的衰退严重影响了安加拉火箭的研发进程，从1994年到2005年间，安加拉火箭项目只得到了申请预算的4%，其中有一半是在2004～2005年拨付，随着俄罗斯经济的好转，后续的研发终于开始有所起色：在发射场方面，2000年年初开始恢复普列谢茨克发射场的建设工作，1185吨重的发射平台在2006年7月开始交付；发动机方面，二级发动机RD-0124测试始于1996年，采用RD-0124作为第三级发动机的联盟号2-1b于2006年12月进行首飞；RD-191M火箭发动机在2001年7月31日进行了首次试车，到2006年10月已进行了十次RD-191测试，最终于2009年完成，两种发动机进行了数万秒的试车，可以说万事俱备，但由于发射场准备工作的延迟、二级设计的更改、资金等问题，首发时间一再推迟。最后在2014年7月9日，也就是项目启动的20年后，真正俄罗斯国产火箭安加拉1.2火箭成功进行了首射，然而6月24日的首次试射由于一级液氧贮箱压力异常而推迟，让在现场观看的普京总统非常难堪。
为了一扫雪耻，配置微风M上面级的安加拉A5在不到半年内首秀即成功， 773吨的火箭在2014年12月23日从普列塞茨克航天发射场发射升空，5台RD-191M发动机合计产生980吨的推力，这是也是自暴风雪航天飞机以来北极熊进行的最大推力的发射，这次测试飞行非常成功，2吨的模拟载荷被送入了地球静止轨道。
图15. 安加拉火箭A5在冰天雪地中等待首秀
但随后由于俄罗斯经济形势的下行，安加拉火箭再次归于沉寂，俄罗斯也计划在维度较低的东方发射场发射以提升发射效率，然而液氢液氧上面级迟迟没有研发的进一步消息，让其最大发射能力还停留在纸面上……
五、环保高能的中国造长征五号大型运载火箭
——未完待续——