自2017年7月2日發射失利之後，經歷908天至暗時刻，2019年12月27日長征五號遙3運載火箭從文昌發射場順利升空，將重達8噸的實踐二十號衛星準確送入預定軌道，可謂一發定全域性！而5月5日長五B遙1火箭再接再厲發射成功，隨後的嫦娥5發射任務圓滿成功宣告著中國長五系列大型火箭走向成熟！
這一路走來實為不易，而放眼世界，長五和當代現役同級別火箭相比，究竟處於何種水平？我們和目前世界上同級別現役的阿里安5、宇宙神5和德爾他4安加拉等火箭做一個橫向對比，比個高下的同時也悉數大型火箭的研發曲折經歷！
一、風雨之後是彩虹——阿里安5
在挑戰者太空梭失事之後，發射市場一箭難求，阿麗安火箭瘋狂攬單，1986年一年簽了18單發射服務合同，然而阿麗安2/4都存在運能短板，無法滿足通訊衛星不斷增加的體積和重量，迫切需要一款大型火箭，滿足大質量的多星發射，鞏固歐空局在商用衛星發射方面的領先地位和市場份額，同時也為後續發射歐洲載人太空梭、國際空間站建設做好鋪墊，阿里安5運載火箭在這種背景下於1987年11月被正式批准研製，由於涉及載人航天，阿里安5的可靠性要求達到0.99，執行不載人發射任務時其可靠性也要求達到0.98以上。
阿里安5為兩級半火箭，整個火箭包括基礎級和上面級兩大部分。基礎級由直徑為5.4 米的氫氧芯級外加兩臺固體火箭助推器組成。作為阿里安5火箭的心臟，代號為HM-60的百噸級推力氫氧發動機——火神(Vulcain)事實上早在1980年就啟動研發，為了減少研發的技術風險和費用，該發動機並未採用太空梭主發動機（SSME）複雜但高效的分級燃燒迴圈，而是借鑑相同推力級別的J-2發動機，採用了難度較小、可靠性較高的燃氣發生器迴圈，地面和真空推力分別為900kN和1145kN，咋一看推力不大，然而阿里安5配備了兩臺的直徑3.05米的固體火箭發動機，合計推力達到千噸級！海平面平均推力為2 X5250 kN，真空推力為2X6000 kN，在起飛時提供了超過90%的推力，讓阿里安5力大無窮。
圖1. 兩臺巨大的固體火箭助推器在起飛的時候提供了超過90%的推力
阿里安5G（G=generic，通用型) 為該型號第一代火箭，上面級採用了穩定可靠的L7發動機（Aestus），推力為27.40kN，推進劑為一碰就著的一甲基肼和四氧化二氮自燃推進劑，降低了故障可能性，初代阿里安5可以把6.8噸重的有效載荷送入地球同步轉移軌道（GTO）。
經過前後近16年的研究，耗資70億美元的阿里安5火箭在1996年6月4日迎來處女飛行，然而從法屬蓋亞那庫魯航天中心發射後僅39秒，在約3700 米高度，火箭姿態失控，攻角大於20度，兩枚固體火箭與火箭分離，在強烈的氣動力作用下箭身斷裂，隨即箭上自毀系統將火箭炸燬，價值5億美元的火箭及其4顆科學衛星被毀。
圖2. 升空後30秒姿態開始失控並失事
事後調查發現阿里安5運載火箭的慣性基準系統是從阿里安4火箭繼承，之前的多次飛行證明其設計合理、可靠性高，但兩種火箭有所不同。兩枚強大推力固體助推火箭令阿里安5火箭推重比為1.75，遠超阿里安4，尤其是在升空後30秒時產生的橫向速度比4型火箭的橫向速度快了5倍，過大的數值在轉換時導致主備用慣性基準系統計算機軟體字元溢位，迫使計算機系統中斷執行，箭載計算機根據停擺的慣性基準系統計算機輸出了錯誤的姿態控制指令導致火箭失控，在巨大的動壓下火箭解體。
失敗之後的17個月內6500名工程師臥薪嚐膽，這些努力於1997年10月30日獲得回報，編號為502的第二枚阿里安5G火箭從庫魯航天中心發射升空進行其第二次認證飛行，發射基本成功，然而陰霾繼續籠罩，在固推分離之後，箭身開始神秘的滾轉並導致芯級發動機過早熄火，模擬載荷的軌道低於預期。這個神秘的現象要從火神發動機的排放冷卻噴管說起，瑞典沃爾沃航空發動機公司為火神發動機製造了獨特的排放冷卻噴管延伸段，為了讓液氫在管內快速流動並充分吸熱後在噴管末端排出，將456根方形Inconel 600材質的不鏽鋼管螺旋狀排列，壁的厚度僅為0.4毫米，然後用鎢極氬弧焊（GTA）釺焊，液氫在累計2公里管長充分吸熱讓內壁能抗1000K高溫。
圖3. VOLVO航空發動機公司的技師在細緻盤繞螺旋不鏽鋼管
然而萬萬沒想到的是噴管延伸段內壁螺旋狀束管的排列會導致發動機燃氣射流的邊界層也帶“旋”！轉圈的燃氣反作用到發動機上就產生了900 Nm（牛頓·米）滾轉扭矩，甚至超過火箭姿控系統的調節能力，導致箭身滾轉。三次地面點火測試得到了與該次飛行資料非常吻合的數值，後續透過調整渦輪廢氣排放抵消這部分滾轉扭矩至100 Nm以下。
航天在工程實現上是從無數次試驗、無數次失敗中迭代後才能取得的最終成功，基於上述努力，第三枚阿里安5G終於在1998年10月21日成功通過了飛行測試，阿里安5G火箭於1999年12月10日正式投入商業運營。
隨後根據不同的發射需要，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（國際空間站貨運或打伽利略導航衛星）、阿里安 5 ECA等多個衍生型號出現，目前阿里安 5 ECA型號在役，她專為地球同步轉移軌道（GTO）設計，芯級發動機升級為火神2，推進劑混合比由5.1增加到6.2，噴管擴充套件比由45增加到60，渦輪廢氣也改為排入噴管作氣膜冷卻等改進，推力增加30%至1350 kN；ESC-A上面級是改進的阿里安 4 液氫液氧第三級，配備64.8 kN推力HM7B發動機；直徑為5.4 m的整流罩有19.2米和12.7米兩種規格，GTO發射能力達到10噸。當然每一個新型號定型都不是一帆風順，2002年12月11日阿里安 5 ECA首發再次失敗，火神2發動機的噴管冷卻系統破裂噴管過熱變形、火箭失控，兩顆價值6億歐元的衛星掉進大西洋。然而風雨之後才能見彩虹，經過大量對火神2重新設計和測試工作之後，阿里安 5 ECA終於在2005年2月12日成功飛行，截至目前，阿里安5ECA已經連續成功發射74次，是世界上最可靠的運載工具之一，也是歐洲獨立進入太空的基石，NASA耗資80多億美元的詹姆斯·韋伯望遠鏡也將由金牌阿里安5ECA火箭預計在2021年發射升空。
圖4. 耗資80多億美元的詹姆斯·韋伯望遠鏡也將由阿里安5ECA火箭發射
二、俄國心，美國箭——宇宙神5
從20世紀80年代末到90年代初這段時期是美國太空飛行特別坎坷的時代，“挑戰者”失事之後，發現幾款50年代洲際導彈發展而來、效能低下的運載火箭遠遠無法滿足發射需求，同時伴隨著歐洲阿里安運載火箭的成熟，美國擔心商業太空發射市場可能會隨之轉移。形勢的發展導致新型運載火箭的需求迫切，EELV（漸進式一次性運載火箭，Evolved Expendable LaunchVehicle ）專案應運而生，該專案為軍隊提供可靠的太空發射，也能確保美國在商業發射上的霸主地位，而且還要具備足夠的成本競爭力，把當時LEO(低軌道的運載能力)高達1.1～2.2萬美元／公斤的發射價格降下來，逐步取代宇宙神（Atlas），德爾他（Delta）和大力神（Titan）老舊昂貴的運載火箭，使其成本較現有火箭降低25％～50％ ，並提高可靠性、簡化操作和縮短髮射週期，繼續保持在航天技術領域的領先地位。
各航天軍工企業紛紛行動！通用動力空間系統部門之前就著手其宇宙神2輕型到中型系列運載火箭的升級，這個升級旨在降低成本並提高宇宙神2的效能，使其在不斷變化的全球商業發射市場中更具競爭力。內部的決策也建議與俄羅斯火箭發動機生產商動力機械科研生產聯合體（NPO Energomash）合作，以現有的四推力室的RD-170發動機為基礎開發一款新型發動機，這種新型雙推力室發動機幾乎是半個RD-170，被稱為RD-180。1995年通用動力空間系統部門輾轉被併入洛克希德·馬丁公司（下簡稱洛馬），新公司計劃繼續升級宇宙神火箭，並選擇了動力機械科研生產聯合體（NPOEnergomash）RD-180。雖然當時RD-180還在設計階段，但該專案對於蘇聯解體後困境中的動力機械科研生產聯合體的生存至關重要，俄羅斯政府也給予強有力支援，1995年10月俄羅斯航天局和國防部甚至聯合致信洛馬公司力挺RD-180，兩臺預研發動機在1996年11月至1997年3月期間進行了12次試驗和1610秒時長的測試，在各種推力和混合比水平下執行，驗證主渦輪泵單元縮比設計的可行性和功率水平、連續工作時長。得益於一個好底子，俄羅斯航天專家的絕地發力進一步提升了發動機效能，RD-180室壓也隨之達到了前所未有的25.7MPa，真空比衝創下液氧/煤油機337.8秒的紀錄，節流範圍進一步放大到47％~100％（極限可以達到40%），最大真空推力達到4150千牛，青出於藍而勝於藍！ 1998年7月，RD-180被送到馬歇爾太空飛行中心，在綜合試車臺上進行了4次測試，持續131秒，論證和測試了關鍵的運載火箭介面和控制系統邏輯。
RD-180順利的合作進展也讓空軍動了心，由於對商業發射市場的樂觀，兩個火箭型號中標明顯會比一個來的可靠，而且形成的商業競爭關係便於政府操盤。1998年10月，空軍並未根據原計劃選擇一家公司來承接EELV專案，而是授予洛馬和波音公司兩家各5億美元的EELV研發專案合同，開發各自的運載火箭和發射基礎設施，合計28次發射服務，總價值20億美元，每次發射僅7200萬美元。
在測試全部透過之後，動力機械科研生產聯合體在1999年1月2日正式交付首臺發動機。完成了發動機選型，後續的研發對於洛馬來數簡直是一馬平川，宇宙神5全新開發的芯級，直徑從3.05米增加到3.81米，高度為32.5 米，貯箱可以裝下284.45噸的液氧和航天煤油，另外還可以最多增加五個阿羅傑特公司的捆綁式固體火箭助推器，每個推力可提供額外的1270kN的推力，持續工作94秒。
上面級採用了久經考驗的液氫液氧半人馬上面級，但貯箱不再使用“不鏽鋼氣球”，採用了鋁合金，貯箱可以在未加壓時保持結構穩定，由於鋁的導熱率比不鏽鋼高，整個貯箱外層採用聚氨酯泡沫覆蓋以進行絕熱。根據不同的任務需要，可以一臺或者2臺RL10液氫液氧上面級發動機，每臺推力99.2 kN，並可多次啟動滿足不同的發射需求。
根據不同的載荷，宇宙神5可以提供兩種直徑的載荷整流罩，一種是沿用宇宙神2的直徑為4.2米的整流罩，分別有9米、10米和11米長度，僅僅包覆衛星；對於大型衛星，另外準備了瑞士RUAG公司生產的直徑為5.4米的整流罩，長度可有20.7米、23.4米和26.5米三種尺寸，這種長整流罩完全包覆了半人馬及有效載荷，可以抵禦高空橫風的影響。根據整流罩的尺寸，宇宙神5被分為了400和500兩個系列。
圖5.上面級配置一臺發動機的宇宙神5家族
別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數量，第三位表示上面級發動機數量）配置，LEO運載能力為9,072千克，GTO為4,750千克，相比之下，配置5個助推火箭的宇宙神5的最大配置——551型號的運載能力翻倍，LEO達到18,814千克，GTO甚至達到8,900千克，依靠助推火箭的靈活配置，宇宙神5可以滿足大跨度的發射需求。
但由於火箭箭身側面有一個電子裝置艙和一條液氧輸送管，因此只能安排5個非對稱的固體火箭助推器捆綁點，下圖為各個不同構型的助推器“偏心”安裝方式，這往往讓人擔心非對稱安裝的助推火箭在工作時產生的俯仰力矩。
圖6.各個不同構型的助推火箭“偏心”安裝方式
不過RD-180繼承了擺角達到8度的“泵後雙擺”推力室設計，足以克服助推火箭“偏心”安裝引起的力矩以及助推火箭鴨嘴形狀整流罩引發的氣動阻力。
圖7.兩個軍綠色作動器能使RD-180的噴管在兩個平面內擺動
第一枚宇宙神5火箭於2002年8月21日首飛成功，作為美國和俄羅斯在蜜月期精誠合作的典範，宇宙神5的發射記錄極為完美，發射任務全部成功，僅有兩次發射存在瑕疵，一次為2007年6月15日發射絕密的入侵者8A/B雙星，上面級二次點火由於液氧閥洩漏提前關機4秒，後依靠衛星自身的發動機進入高度為1150 km、傾斜度為63.4度的凍結軌道；另一次是2016年3月23日發射天鵝座-5貨運飛船時，由於混合比調節閥問題導致RD-180提前關機5.6秒，後續透過上面級延長點火時間挽回。正因為高可靠性，宇宙神5是目前唯一獲得NASA認證的可發射含放射性核物質載荷的火箭，利用RTG等核能供電部件的深空探測器只能靠她發射。
圖8. 2011年8月5日宇宙神5最大運載能力的551型號火箭發射朱諾木星探測器
而RD-180實惠的價格，初期單臺1000萬美元出頭，哪怕2014年價格暴漲至2340萬美元，宇宙神5的價效比依舊比波音的德爾他4要高不少，因此不差錢的美國空軍也多半選擇ULA的宇宙神5發射。
但俗話說，分久必合，合久必分，美國和俄羅斯在2014年烏克蘭危機爆發之後交惡，俄羅斯曾一度表達向美國停止銷售RD-180發動機，RD-180發動機可能的斷貨成為美國軍事和安全航天發射的心腹之患，幸好美國還有一款大型運載火箭——德爾他4！
三、“浴火重生, 鳳凰涅磐”的德爾他4
從宇宙神5火箭的故事中您也許會質疑，作為航天強國的美國為什麼要和昔日的冷戰對手合作？事實上對於蘇聯解體後的俄羅斯，是繼續對抗還是合作確實是個難題？而蘇聯幾十年在航天的投入為俄羅斯留下了豐厚的航天技術儲備，同時解體後緊張局勢緩和，在美國運載火箭上使用俄羅斯火箭發動機是可行的，甚至是可取的，以便用他山之石發展下一代美國太空技術，並幫助保持俄羅斯火箭科學家的就業和生存，防止導彈技術擴散到“流氓”國家。當然美國不會把EELV計劃完全寄託在俄羅斯手裡，當時競標EELV計劃的還有波音和麥道等。波音公司的方案是採用2臺SSME作為基礎級發動機，捆綁2～8臺瑟奧科爾120固體發動機，這一方案乍一看很眼熟，莫非是25年前的MINI版SLS？還好當時的波音還沒有燒錢的習慣，該方案是可複用的，SSME在發射後分離並傘降在海面回收。
圖9. 波音的回收兩臺SSME發動機的EELV競標方案
而麥道公司和洛克威爾國際公司（當時還是洛克達因的母公司）拿出了德爾他4火箭方案，美國德爾他系列火箭是道格拉斯飛機公司在“雷神”中程導彈基礎上發展起來的航天運載器，雷神-德爾他（Thor-Delta）它是世界上家族成員最多、改型最快的運載火箭系列，曾發射了世界第一顆地球同步軌道衛星。為滿足EELV專案對低成本和可靠性方面的要求，該方案打算大量採用現有德爾他系統中成熟的部件和生產流程，德爾他4繼承德爾他3的上面級，採用了普惠公司的RL-10B-2發動機，也就是那款噴管可以伸縮比衝達到462秒的神器，芯級選擇了基於SSME簡化設計衍生的液氧/液氫發動機RS-68發動機，並採用通用助推器芯級構型(CBC)，實現多種構型和運載能力。
顯然波音的SSME回收方案存在明顯的技術風險，而且SSME每次回收後的翻新成本也不低，1996年12月20日，前述宇宙神火箭生產商洛馬公司和麥道公司分別獲得了6千萬美元的第二階段合同，以完成為期17個月的EELV的前期工程與製造開發研究。
波音至此和EELV無緣？沒有，波音最大的本事還在於資本運作和併購重組能力，基於冷戰結束後軍工產業的蕭條，同時為了抗衡空客集團，自1993年開始波音兩次試圖收購麥道但遭拒絕。1996年12月15日即便壟斷嫌疑的爭議不斷，在美國政府的撮合下波音公司用133億美元併購了麥道公司，同日波音又花費32億美元從洛克威爾國際公司買下空間和國防業務，將洛克達因（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礎上綜合運用了各種成熟技術，全力打造德爾他4的方案參與空軍EELV計劃，RS68的研發工作交給了在這方面最拿手的洛克達因。
洛克達因在液體火箭發動機方面擁有50年悠久成功的歷史，在氫氧機研製上更有非常深厚的造詣，在阿波羅計劃中洛克達因研發百噸級液氫液氧上面級發動機J-2發動機，在J-2基礎上，洛克達因拿出了氫氧機的巔峰之作——太空梭的主發動機SSME（RS-25），然而SSME價格也是驚人，單臺5000多萬美元，複用翻新的成本也非常驚人。針對這個情況，洛克達因在國家發射系統（NLS）和STME專案中苦練基於燃氣發生器迴圈的高可靠性低成本液氫液氧發動機，功夫不負有心人，洛克達因這種自我加壓正巧趕上了EELV專案。RS-68發動機設計完全不同於洛克達因公司研製SSME的設計思路，走了中庸之道，不求最優效能，而是求得平衡，以現有設計經驗和技術條件為基礎，在滿足總體效能要求前提下，儘量降低設計技術要求，提升可靠性和經濟性，比如採用燃氣發生器迴圈替代分級燃燒迴圈，犧牲部分效能的同時大幅降低了推力室室壓等執行工況要求，並把推力提高了約50％；採用更多成熟的技術，比如推力室沿用同軸噴注器，電火花加工技術生產的整體式渦輪泵葉輪以減少零元件數量，發動機的零件數僅為SSME的20％，而且針對一次性的使用，採用了燒蝕噴管簡化了系統設計。
圖10. 測試中的RS-68發動機
僅僅用了4年時間，洛克達因透過183次的試驗和18945秒的試車完成發動機的研製和驗證，研製費用比SSME降低了近50％。由於整個專案的順利進展，波音公司如願以償在1998年10月拿到了空軍5億美元的EELV專案合同。
像RS-68這種單臺海平面推力2886 kN、真空推力3308kN的世界最強氫氧火箭發動機非常適用於通用助推器芯級（CBC）構型，如下圖所示，德爾它4分為中型、中型+和重型三個型號，其共同點是都採用了統一的配置單臺RS-68發動機的通用助推器芯級，中型用了一個，重型火箭用了三個，而中型+則採用兩枚GEM 60固體助推火箭取得介於兩者之間折中的運載能力，可以說是搭積木的模組化構想，其中重型德爾他4的GTO運載能力達到了14.2噸，LEO運載能力達到28.8噸。整流罩有4米和5米兩種直徑規格，長度從11.7米～19.8米，匹配不同的發射需求。
圖11. 波音的回收兩臺SSME發動機的EELV競標方案
作為世界最強航天大國的傑作，百分百美國產的德爾他4運載火箭的研發無疑是一帆風順，2002年11月20日德爾他4火箭在卡納維拉爾角空軍基地成功進行了首次發射，起飛37分鐘後將“歐洲通訊衛星”W5送入預定軌道，之後的40次發射均獲得成功，唯一一次例外是2004年12月21日重型德爾它4首秀，由於推進劑液氧輸送管路出現氣蝕產生的空穴導致感測器誤以為氧化劑用盡，芯級提前9秒關機、助推級提前8秒關機，但上面級的出色發揮彌補了這一瑕疵。到目前為止40次發射，其中含11次重型德爾他4發射均獲得圓滿成功。不過這裡也要說一個趣聞，也就是每次德爾他4發射時，都是浴火重生, 鳳凰涅磐，整個火箭會被點著，燒的黑漆漆的火箭消失在空中會讓人替她捏把汗。
圖12. 德爾他4整個火箭會被點著，燒的黑漆漆的火箭消失在空中
箇中緣由要從RS-68採用的推進劑說起，採用液氫液氧推進劑的火箭對於絕熱材料要求尤其高，因為液氫的沸點僅有-252.7℃，液氧也低達-183℃，空氣遇到冰冷的貯箱壁便會放熱液化，導致低溫推進劑汽化排放，而絕緣材料就是儘可能杜絕熱傳導，阿波羅登月專案研發了將非常輕的聚氨酯泡沫（Polyurethane Foam)直接噴塗到貯箱外壁固化成型的工藝，泡沫內包裹了數以百萬計的微小氣泡絕熱，表面塗覆保護層密封則可以防止空氣滲入絕熱材料。但RS-68在啟動時為了預冷渦輪泵和燃燒室噴注器，減少渦輪泵在啟動時的工作背壓，會提前開啟液氫閥門並在2.5秒的時間排放大量液氫充分帶走發動機的潛熱並汽化，比空氣輕的氫氣開始飄起上升，隨後當強大的RS-68發動機點火時，火焰就會點燃空氣與氫氣混合氣體並將聚氨酯泡沫點燃，燻黑箭身，而且重型德爾他4由於三臺RS68的點火時序設定問題尤其嚴重。後續最佳化點火時序錯時點火，右側發動機在T-7S先於其他兩臺發動機提前兩秒啟動，強大射流形成的低壓將芯級和左側發動機啟動過程中的氣氫引流下洗，讓該問題得到了一定緩解，之前的全熟變成了三成熟。不過這也成為德爾他4火箭有名的出場秀。
目前波音和洛馬合資的ULA――聯合發射聯盟公司，計劃研發採用BE-4發動機為芯級的火神火箭，逐步淘汰除重型德爾他4之外的低價效比德爾他4，也為發動機受制於人的宇宙神5火箭留了條後路。
四、躊躇滿志的俄羅斯安加拉5大型火箭
蘇聯解體後不久的1992年，為了擺脫對其它獨聯體國家航天技術和拜科努爾發射場的依賴，即便當時俄羅斯國內的經濟形式並不樂觀，俄羅斯政府還是下定決心研製能在國內生產和發射的新一代運載火箭。1993年俄羅斯航天局與俄羅斯國防部向其國內的空間研究機構與航天工業部門招標，準備研製新一代運載火箭，這種火箭以西伯利亞湍急的安加拉河命名。
赫魯尼切夫國家科研生產中心和能源火箭航天公司分別投標，最終赫魯尼切夫中心以質子號火箭成熟技術為基礎的多級、多模組化火箭技術方案中標。1994年9月，俄羅斯政府宣佈赫魯尼切夫中心為安加拉號火箭研製的總承包商，並調整了安加拉號火箭的設計目標，取代質子號火箭成為俄羅斯發射靜止軌道衛星的新一代運載火箭。
質子火箭採用有毒推進劑，一系列質子火箭失事在哈薩克造成嚴重的生態破壞，因此赫魯尼切夫中心決心採用環保推進劑，安加拉號火箭最初的技術方案是使用技術成熟的液氧煤油為推進劑四推力室發動機RD-171作為第一級發動機，但考慮到模組化，後續火箭芯級改用單推力室富氧分級燃燒迴圈的液氧煤油RD-191M發動機，作為構建2.9米直徑“通用火箭模組”（URM）的基礎，而不是單臺大推力的RD-171發動機。
圖13. 安加拉火箭家族
透過模組化組合形成了安加拉火箭家族系列，該家族包括4種不同型號，即小型運載火箭——安加拉1.1和安加拉1.2，採用一個URM；中型運載火箭——安加拉A3和重型運載火箭——安加拉A5各採用3和5個URM。除了基礎級火箭，安加拉系列火箭還配置由30噸推力的液氧煤油高空發動機RD-0124提供動力的二級URM-2，以及3款上面級，分別為原隆聲號火箭使用的微風KM上面級、微風M上面級，未來還計劃研發液氫液氧動力的KVRB上面級，由推力10.5噸、比衝達到461秒的RD-0146D發動機提供動力。組合配置，即便從莫斯科以北800公里、北緯62.7度的普列塞茨克高緯度發射場發射，依靠KVRB上面級可以達到LEO24.5噸、GTO6.6噸的最大運載能力，為使用者提供靈活的發射選擇。
圖14. 安加拉火箭家族的發射能力一覽
然而國力的衰退嚴重影響了安加拉火箭的研發程序，從1994年到2005年間，安加拉火箭專案只得到了申請預算的4%，其中有一半是在2004～2005年撥付，隨著俄羅斯經濟的好轉，後續的研發終於開始有所起色：在發射場方面，2000年年初開始恢復普列謝茨克發射場的建設工作，1185噸重的發射平臺在2006年7月開始交付；發動機方面，二級發動機RD-0124測試始於1996年，採用RD-0124作為第三級發動機的聯盟號2-1b於2006年12月進行首飛；RD-191M火箭發動機在2001年7月31日進行了首次試車，到2006年10月已進行了十次RD-191測試，最終於2009年完成，兩種發動機進行了數萬秒的試車，可以說萬事俱備，但由於發射場準備工作的延遲、二級設計的更改、資金等問題，首發時間一再推遲。最後在2014年7月9日，也就是專案啟動的20年後，真正俄羅斯國產火箭安加拉1.2火箭成功進行了首射，然而6月24日的首次試射由於一級液氧貯箱壓力異常而推遲，讓在現場觀看的普京總統非常難堪。
為了一掃雪恥，配置微風M上面級的安加拉A5在不到半年內首秀即成功， 773噸的火箭在2014年12月23日從普列塞茨克航天發射場發射升空，5臺RD-191M發動機合計產生980噸的推力，這是也是自暴風雪太空梭以來北極熊進行的最大推力的發射，這次測試飛行非常成功，2噸的模擬載荷被送入了地球靜止軌道。
圖15. 安加拉火箭A5在冰天雪地中等待首秀
但隨後由於俄羅斯經濟形勢的下行，安加拉火箭再次歸於沉寂，俄羅斯也計劃在維度較低的東方發射場發射以提升發射效率，然而液氫液氧上面級遲遲沒有研發的進一步訊息，讓其最大發射能力還停留在紙面上……
五、環保高能的中國造長征五號大型運載火箭
——未完待續——