2023年07月13日
第07版:國內(nèi)新聞 PDF版

全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭——朱雀二號有何新特點(diǎn)?

新華社“新華視點(diǎn)”記者 胡喆 宋晨

7月12日上午,朱雀二號遙二運(yùn)載火箭在我國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,按程序完成了飛行任務(wù),發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。

至此,經(jīng)歷首飛失利后的臥薪嘗膽,朱雀二號成為全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭,標(biāo)志著我國運(yùn)載火箭在新型低成本液體推進(jìn)劑應(yīng)用方面取得突破。

朱雀二號有何新特點(diǎn)?從首飛失利到復(fù)飛成功經(jīng)歷了怎樣的過程?

帶來變革:商業(yè)火箭發(fā)射成本有望降低

此次成功發(fā)射的朱雀二號遙二運(yùn)載火箭為兩級構(gòu)型,以液氧甲烷為推進(jìn)劑,箭體直徑3.35米,全箭高度49.5米,起飛重量約219噸,起飛推力約268噸。火箭一級采用4臺天鵲80噸級液氧甲烷發(fā)動機(jī)并聯(lián),二級采用1臺天鵲80噸級液氧甲烷發(fā)動機(jī)和1臺天鵲10噸級游動液氧甲烷發(fā)動機(jī)組合而成。

作為全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭,朱雀二號的成功發(fā)射填補(bǔ)了國內(nèi)液體火箭型譜的空白,有望降低商業(yè)火箭發(fā)射成本,為商業(yè)火箭發(fā)射市場帶來變革。

什么是液氧甲烷?航天專家告訴記者,液氧甲烷是一種火箭燃料,由液態(tài)氧氣和甲烷混合而成。甲烷是天然氣的主要成分。隨著天然氣被送入千家萬戶的廚房灶臺和工廠機(jī)組,其燃燒效率高、綠色環(huán)保、成本低、易制取等優(yōu)點(diǎn)日益凸顯,甲烷也逐漸成為火箭發(fā)動機(jī)研究者無法忽視的燃料選項(xiàng)。

火箭研制方藍(lán)箭航天CEO張昌武表示,液氧甲烷火箭是藍(lán)箭在創(chuàng)業(yè)之初就選定的發(fā)展方向,通過這一設(shè)計(jì)思路,未來可實(shí)現(xiàn)更低的成本以及火箭的可重復(fù)使用,同時(shí)還能填補(bǔ)相關(guān)航天領(lǐng)域內(nèi)的空白。

此次朱雀二號的飛行試驗(yàn)主要考核了這一新型液氧甲烷火箭測試發(fā)射和飛行全過程方案的正確性、合理性,各系統(tǒng)接口的匹配性,為后續(xù)火箭正式商業(yè)飛行奠定了基礎(chǔ)。

“我們將繼續(xù)以朱雀系列運(yùn)載火箭為核心產(chǎn)品,對產(chǎn)品進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化迭代,進(jìn)一步提升火箭性能,為市場提供低成本、高性能、大運(yùn)力的火箭產(chǎn)品?!睆埐湔f。

正視失?。褐烊付栐僬魃n穹獲成功

浩瀚宇宙令人向往,但探索宇宙之路并非一片坦途,當(dāng)中充滿風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。

僅今年上半年,國外已有兩款液氧甲烷火箭挑戰(zhàn)首飛入軌,即美國相對論空間公司的人族一號火箭和美國太空探索技術(shù)公司(SpaceX)的“星艦”,可惜均以失敗告終。

2022年12月14日,朱雀二號遙一運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心執(zhí)行首飛試驗(yàn),因二級游機(jī)異常關(guān)機(jī)故障而遺憾失利。

為此,藍(lán)箭航天成立專項(xiàng)工作組查明故障原因和故障機(jī)理,并針對故障采取多項(xiàng)改進(jìn)措施,通過仿真、地面試驗(yàn)和發(fā)動機(jī)試車驗(yàn)證了改進(jìn)措施的有效性,在2023年3月18日通過故障歸零專家評審。

“一方面要解決出現(xiàn)故障的部分,重新設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、考核;另一方面,要做全箭技術(shù)狀態(tài)管理的復(fù)查,尤其是所有涉及接口的復(fù)查?!睆埐湔f。

朱雀二號自首飛任務(wù)失利至復(fù)飛成功,歷時(shí)半年多。這期間,藍(lán)箭航天不僅在三個(gè)月內(nèi)完成了遙一火箭飛行故障歸零,而且快速組織了遙二火箭的總裝工作。

能在短時(shí)間內(nèi)完成上述工作并非易事。研制團(tuán)隊(duì)臥薪嘗膽,不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、舉一反三,只為“把問題留在地面,把成功帶上太空”。

以此次任務(wù)中擔(dān)當(dāng)火箭智能化“方向盤”使命的大功率電動推力矢量伺服系統(tǒng)為例,來自中國航天科工三院33所的研制團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)5年潛心研究,最終讓這一火箭智能化“方向盤”能精準(zhǔn)執(zhí)行系統(tǒng)給定的動作指令,目前誤差僅為千分之五,充分滿足了這款液氧甲烷運(yùn)載火箭對伺服系統(tǒng)低成本與高性能的要求。

“此次發(fā)射,我們收獲的不僅僅是一枚火箭,更作為民營航天力量收獲了研發(fā)、試驗(yàn)、生產(chǎn)、發(fā)射全鏈條的完成能力。我們將繼續(xù)保持戰(zhàn)略定力,朝著火箭批量化、商業(yè)化研制目標(biāo)前進(jìn),用創(chuàng)新打造自身獨(dú)特價(jià)值?!睆埐湔f。

面向未來:瞄準(zhǔn)大規(guī)模進(jìn)出空間、航班化運(yùn)輸需要

放眼世界,可重復(fù)使用液氧甲烷火箭已進(jìn)入快速研制發(fā)展期。國外多款液氧甲烷火箭正在研制中,或在加緊推進(jìn)發(fā)動機(jī)試車,或已開始整箭組裝測試。

中國航天科技集團(tuán)有限公司學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人、航天科技集團(tuán)六院西安航天動力研究所副所長高玉閃表示,面對未來大規(guī)模進(jìn)出空間、航班化運(yùn)輸需求,大推力、高性能、可重復(fù)使用的液氧甲烷發(fā)動機(jī)是液體主動力發(fā)展的重要方向。

自20世紀(jì)80年代至今,我國液氧甲烷發(fā)動機(jī)研制歷經(jīng)基礎(chǔ)研究、原理樣機(jī)驗(yàn)證階段,進(jìn)入商業(yè)航天發(fā)展與高性能發(fā)動機(jī)研制階段。近期多款液氧甲烷發(fā)動機(jī)試車成功及80噸級液氧甲烷發(fā)動機(jī)助推朱雀二號運(yùn)載火箭復(fù)飛成功,表明我國初步建立了開式循環(huán)液氧甲烷發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)體系,培養(yǎng)了相關(guān)人才隊(duì)伍,研制的各型液氧甲烷發(fā)動機(jī)可逐步滿足國內(nèi)商業(yè)發(fā)射需求。

憑借在重型大推力閉式循環(huán)發(fā)動機(jī)研制過程中突破的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),以及其他各類液體火箭發(fā)動機(jī)研制過程中積累建立的技術(shù)基礎(chǔ)、生產(chǎn)試驗(yàn)條件和人才隊(duì)伍,我國已具備研制大推力高性能液氧甲烷發(fā)動機(jī)的基礎(chǔ)條件,目前正在開展200噸級全流量補(bǔ)燃循環(huán)液氧甲烷發(fā)動機(jī)研制工作,可為未來重型、大中型運(yùn)載火箭提供強(qiáng)勁動力。

公開資料顯示,除藍(lán)箭航天外,我國九州云箭、星際榮耀、宇航推進(jìn)等多家民營航天企業(yè)也正在開展液氧甲烷火箭及發(fā)動機(jī)的研發(fā),陸續(xù)取得了比較可觀的成果。

(新華社北京7月12日電)

2023-07-13 新華社“新華視點(diǎn)”記者 胡喆 宋晨 1 1 周口日報(bào) content_206325.html 1 全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭——朱雀二號有何新特點(diǎn)? /enpproperty-->