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朱雀二號火箭成功入軌為何備受矚目?

發布時間:2023-07-14 09:51:00來源: 人民日報

  首枚成功入軌的液氧甲烷火箭——朱雀二號(科技自立自強)

  點火,起飛!

  7月12日,酒泉衛星發射中心,朱雀二號遙二運載火箭騰空而起,成功入軌。

  這是全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭,也是國內(nei) 民商航天首款基於(yu) 自主研製的液體(ti) 發動機實現成功入軌的運載火箭,填補了國內(nei) 液氧甲烷火箭的技術空白,意味著我國首款大推力液氧甲烷發動機通過飛行驗證,標誌著我國運載火箭在新型低成本液體(ti) 推進劑應用方麵取得突破。

  以液氧甲烷為(wei) 推進劑,成本低、易製取

  火箭發射並不少見,為(wei) 何這次備受矚目?因為(wei) 這枚火箭以液氧甲烷為(wei) 推進劑,這也是其最大亮點。

  朱雀二號遙二運載火箭為(wei) 兩(liang) 級構型,箭體(ti) 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台天鵲80噸級液氧甲烷發動機並聯,二級由1台天鵲80噸級液氧甲烷發動機和1台天鵲10噸級遊動液氧甲烷發動機組合而成。

  作為(wei) 運載工具,火箭是太空活動的前提和基礎。可以說,火箭的能力有多大,太空探索的舞台就有多大。發動機猶如火箭的“心髒”,采用什麽(me) 推進劑,是決(jue) 定火箭能力的關(guan) 鍵因素。

  火箭推進劑可以分為(wei) 固體(ti) 推進劑、液體(ti) 推進劑等。其中,液體(ti) 推進劑包括液氧煤油、液氧液氫、液氧甲烷等,每種類型各有利弊。例如,液氧煤油優(you) 點是成本較低、比衝(chong) 較高,但也容易積碳、結焦。

  液氧甲烷由液態氧氣和甲烷混合而成,具有燃燒效率高、綠色環保、成本低、易製取等顯著特點,燃燒完之後積碳的問題也比較容易解決(jue) ,能夠減少發動機重複使用時清洗的工作量,降低可重複使用火箭的維護成本,因此被認為(wei) 是火箭發動機推進劑的理想材料之一。

  “液氧和甲烷是民用化和工業(ye) 化程度很高的推進劑,非常容易獲取,價(jia) 格也更低廉,一旦液氧甲烷發動機技術成熟應用,未來這種推進劑作為(wei) 一種可以大批量采購的工業(ye) 品,成本將更加可控。”火箭研製方藍箭航天CEO張昌武介紹。

  朱雀二號副總師兼副總指揮戴政曾提出構想:在探索可重複使用火箭的道路上,如果采用液氧甲烷做推進劑的火箭升空發射、抵達火星等太空目的地後,更容易實現推進劑的就地製取,直接助力滿足火箭返程的動力需求,降低火箭去程攜帶大量推進劑的負擔。

  從(cong) 首飛失利到複飛成功,填補國內(nei) 技術空白

  航天事業(ye) 難度大、風險高。放眼世界,可重複使用液氧甲烷火箭已進入快速研製發展期,國內(nei) 外多款液氧甲烷火箭正在研製中。僅(jin) 今年上半年,國外已有兩(liang) 款液氧甲烷火箭挑戰首飛入軌,但均以失敗告終。

  朱雀二號的研製也不是一帆風順。去年底,朱雀二號遙一運載火箭首飛,因二級遊機異常關(guan) 機故障遺憾失利,藍箭航天成立專(zhuan) 項工作組查明故障原因和故障機理,並針對故障采取多項改進措施,通過仿真、地麵試驗和發動機試車驗證了改進措施的有效性,在今年3月18日通過故障歸零專(zhuan) 家評審。

  從(cong) 首飛失利到複飛成功,並非易事。嘉興(xing) 藍箭航天中心火箭總裝測發部經理馮(feng) 濤說,從(cong) 遙一到遙二,團隊進行了大量的工作,包括發動機點火試驗、地麵振動試驗、液壓試驗以及最後的總裝檢測。

  以此次任務中擔當火箭智能化“方向盤”使命的大功率電動推力矢量伺服係統為(wei) 例,來自中國航天科工三院33所的研製團隊曆經5年研究,最終讓這一火箭智能化“方向盤”能精準執行係統給定的動作指令,充分滿足了這款液氧甲烷火箭對伺服係統低成本與(yu) 高性能的要求。

  本次飛行試驗主要考核火箭發射和飛行全過程方案的正確性、合理性,各係統接口的匹配性,為(wei) 後續火箭正式商業(ye) 飛行奠定基礎。“此次發射,我們(men) 收獲的不僅(jin) 僅(jin) 是一枚火箭,更作為(wei) 民營航天力量收獲了研發、試驗、生產(chan) 、發射全鏈條的完成能力。我們(men) 將繼續朝著火箭批量化、商業(ye) 化研製目標前進,用創新打造自身獨特價(jia) 值。”張昌武說。

  我國商業(ye) 航天初步形成產(chan) 業(ye) 體(ti) 係和市場體(ti) 係

  朱雀二號的成功發射填補了國內(nei) 液氧甲烷火箭型譜的空白,有望降低商業(ye) 火箭發射成本,為(wei) 商業(ye) 火箭發射市場帶來變革。“我們(men) 將繼續以朱雀係列運載火箭為(wei) 重要產(chan) 品,對產(chan) 品進行持續優(you) 化迭代,進一步提升火箭性能,為(wei) 市場提供低成本、高性能、大運力火箭產(chan) 品。”張昌武表示。

  不論是國有航天,還是民營航天,都是航天事業(ye) 的重要組成部分,都是為(wei) 了人類更好探索太空、和平利用太空。放眼國際,商業(ye) 航天蓬勃興(xing) 起,進出空間、利用空間、探索空間水平持續提升,已經成為(wei) 全球航天科技創新和經濟發展的重要動力。

  經過近10年時間,我國商業(ye) 航天從(cong) 無到有,快速發展,成為(wei) 我國航天不可或缺的重要力量。商業(ye) 航天產(chan) 業(ye) 涵蓋上遊火箭發射、衛星及地麵設備研製、中遊衛星運營和下遊衛星應用等多個(ge) 領域。專(zhuan) 家表示,我國商業(ye) 航天的產(chan) 業(ye) 體(ti) 係和市場體(ti) 係初步形成,已經由基礎製造、產(chan) 品研發為(wei) 主,逐步邁向應用牽引、市場主導的新階段。

  據統計,我國商業(ye) 航天企業(ye) 超過400家,在軌商業(ye) 衛星超過350顆。商業(ye) 航天釋放了可觀的經濟潛能,目前市場規模超過萬(wan) 億(yi) 元,商業(ye) 航天作為(wei) 戰略性新興(xing) 產(chan) 業(ye) ,催生出眾(zhong) 多民用科技產(chan) 品,為(wei) 構築現代化產(chan) 業(ye) 體(ti) 係注入新動能、提供新引擎。

  同時,近年來,我國商業(ye) 航天產(chan) 業(ye) 亮點紛呈,快舟火箭、長征火箭等發展快速,藍箭航天、星際榮耀、星河動力等公司成果不斷。商業(ye) 星座建設初具規模,衛星批量化、智能製造能力持續提升,商業(ye) 航天新型空間基礎設施體(ti) 係建設和應用發展空間廣闊。浙江大學航空航天學院副教授金台認為(wei) ,我國航天發射頻次大幅增長,商業(ye) 化航天發射市場需求很大,民營航天企業(ye) 形成了技術創新能力強、商業(ye) 運作靈活、市場導向明確等鮮明的特色,為(wei) 我國航天事業(ye) 注入了新的活力。

  也有專(zhuan) 家表示,必須看到,我國商業(ye) 航天目前仍然處於(yu) 比較早期的探索時期。以商業(ye) 火箭為(wei) 例,研製投入多、風險高、難度大,從(cong) 設計、工藝、製造、測試到發射這一完整鏈條,仍需要極高的技術門檻,在實現市場批量化交付的道路上還需努力。未來如何進一步提升運力和降低成本,是商業(ye) 航天科研工作者麵臨(lin) 的挑戰和難題。

  我國先後出台了一係列支持商業(ye) 航天發展的政策措施,《2021中國的航天》白皮書(shu) 明確提出了促進商業(ye) 航天快速發展的原則和舉(ju) 措,相關(guan) 各方積極推動出台促進商業(ye) 航天發展的指導意見,相關(guan) 財稅補貼、市場培育、產(chan) 業(ye) 開發等多形式發展支持政策持續落地,北京、湖北、海南等地也持續發布支持商業(ye) 航天發展的相關(guan) 意見。

  星空浩瀚無比,探索永不止步。

(責編:李雅妮)

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