朱雀二号!全球首枚准备发射的甲烷火箭:中国版SpaceX正在起飞( 二 )


  • 一级TQ-12:海平面推力658千牛
  • 二级TQ-12:海平面推力:745千牛、真空推力:785千牛;
  • 室压:10.1兆帕;
  • 比冲:海平面284.5秒 , 真空337秒;
目前甲烷发动机的火箭不多 , SpaceX的猛禽发动机是液氧甲烷全流量分级燃烧循环 , 那个指数就比较高了 , 这台性能比较一般 , 不过各位别小看了这台发动机 , 它的推力是50%~110%范围内可调的 。

这个需求是为了可回收准备的 , 目前全球航天界在SpaceX的带领下已经全面转向可回收火箭 , 但火箭回收并不是一件容易的事 , 除了在结构上要符合可回收设计以外 , 还要在推力以及燃料上向可回收“靠拢” 。

火箭从起飞到到分离再到控制轨迹再到换换降落 , 推力条件会变化很多 , 一级火箭分离前会“全力”推进 , 但分离后变成了“空载” , 如果火箭推力不可调 , 一开发动机火箭就飞走了 , 根本就无法降落 , 因此推力可调是可回收火箭的必经之路 。

液氧煤油额尾流另一个则是燃料选择 , 目前最经济、最普遍的燃料是液氧煤油 , 但可回收火箭很少甚至不选择这种燃料 , 原因是这种燃料容易积碳和结焦 , 积碳会产生在高温涡轮侧 , 结焦会发生再生冷却的经过发动机的喷管的燃料管内 , 前者问题还不是很严重 , 后者问题更麻烦 , 搞不好还可能导致管路堵塞火箭爆炸 。

甲烷含碳量比煤油要低 , 所以不容易积碳和结焦 , 当然液氢液氧也没有这问题 , 但液氢密度太低了 , 只有煤油的10% , 而液态甲烷至少还有50% , 因此从体积考虑 , 液态甲烷也比液氢要优秀一些 。

目前全球都在研发液氧甲烷火箭 , 比如SpaceX的猛禽发动机就是 , 这台发动机的燃料也是液氧甲烷 , 不过是全流量分级燃烧循环 , 室压高达25MPa , 海平面比冲达到了330S , 不过它是给星舰用的 , 虽然已经“试车”N次 , 但却还没有打算“发射上天” , 所以这个第一就被朱雀的TQ-12给抢到了 。
朱雀二号火箭:成本控制相当优秀
美国洛马和波音的联合发射联盟为美国政府提供发射服务 , 每千克费用是1.4万到2万美元 。 新西兰的电子火箭每千克约3.7万美元 。 中国科工集团的“快舟1号”每千克3万美元左右 。 印度PSLV(极地卫星运载火箭)最便宜 , 每千克不到2万美元 。

蓝箭航天的“朱雀2号” , 发射成本会比规模相当的印度PSLV低30% , 在未来的发射市场 , “朱雀二号”的优势相当大 。
蓝箭航天:民营航天企业2014年底 , 国家发改委 (NDRC) 通过了“60号文件” , 允许对航天领域的某些部分进行投资 。 这催生了“第一代”中国商业航天公司 , 其实胡振宇的LinkSpace“翎客航天”比这份文件还早了大半年 , 翎客航天绝对是这个领域当仁不让的开拓者 , 之后就是Landspace(蓝箭航天)和OneSpace(零壹空间) 。

标志性的事件发生在2016年12月27日 , 国防科工局发布《2016年国防科工局军民融合专项行动计划》 , 第26条如下:“推动军工技术向民用领域转化 , 论证支持一批军工高技术产业化项目……积极推动设立国防科技工业军民融合产业投资基金 。 ”

这表示不仅允许私营航天企业 , 而且还将政策扶持 , 之后中国的民营航天企业接二连三的诞生 , 比如i-Space(星际荣耀)、和 Galactic-Energy(星河动力)以及深蓝航天、星途探索和九州云箭等多家发射公司 。

民营航天发射起步大都是固体燃料火箭 , 虽然门槛比较低 , 但比冲也低 , 载荷不高 , 未来的商业航天必须是液体火箭 。 在这几家公司中 , 蓝箭航天是最早招聘“科班出身”的发动机团队的 , 2017年1月 , 蓝箭航天已经签下国内民营火箭发射服务第一单 , 而蓝箭航天在湖州的工厂也早在2018年投产 , 国内最早研发液氧甲烷发动机的私营企业是蓝箭航天和星际荣耀两家公司 。

星际荣耀的液氧甲烷发动机已经长程试车 , 2020年5月19日 , 星际荣耀焦点一号(下称“JD-1”)可重复使用液氧甲烷发动机顺利完成全系统额定工况200秒长程试车 , 不过JD-1的推力只有15吨 , 作为上面级没有问题 , 但作为一级火箭发动机还是有些推力不够 , 相比之下 , 就民营航天企业来说蓝箭航天的TQ-12应该是国内首屈一指了 。

有人将国内私营航天企业比作中国版SpaceX , 与美国民营航天在2000年初(蓝色起源)成立相比 , 我们已经大大落后 , 但对于国内蓬勃发展的卫星发射市场完全是一片蓝海 , 中国民营航天有足够的动力来发展壮大 , 笔者也希望他们都能早日成长为国际知名的发射公司 。

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