7月12日9時(shí)0分,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。汪江波 攝
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?;鸺患壊捎?臺天鵲80噸級液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián),二級采用1臺天鵲80噸級液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)和1臺天鵲10噸級游動(dòng)液氧甲烷發(fā)動(dòng)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(dòng)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。
正視失?。褐烊付栐僬魃n穹獲成功
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(dòng)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”。
面向未來:瞄準(zhǔn)大規(guī)模進(jìn)出空間、航班化運(yùn)輸需要
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(dòng)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(dòng)機(jī)是液體主動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)研制階段。近期多款液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)試車成功及80噸級液氧甲烷發(fā)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)力。(胡喆 宋晨)
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