中國私營火箭公司藍箭航天:中型液體運載火箭 2020 年首飛
7 月 5 日晚,北京藍箭空間科技有限公司「液氧甲烷火箭產品戰略發布會」在水立方舉行。發布會上,藍箭航天宣布,公司自主研發的中型液氧甲烷運載火箭朱雀二號已經於今年六月份完成全系統設計工作,計劃於 2019 年完成全部地面試驗,2020 年首飛,屆時,這將成為國內運力最大的民營運載火箭。
關於朱雀二號火箭的詳細參數,藍箭航天 CTO 康永來做了介紹。朱雀二號基本型為兩級液體運載火箭,直徑 3.35m,全長 48.8m,總重 216 噸,起飛總推力 268 噸,500km 高度太陽同步軌道運力 2 噸,200km 近地軌道運力 4 噸。打一個形象的比喻,可以將兩輛大型 SUV 轎車同時送入太空。
之所以將首枚液體火箭定位在 LEO 運載能力 4 噸,是因為康永來總結國內外運載火箭的發射歷史數據發現,LEO 運力在 1.5 噸到 4 噸的中型運載火箭是發射次數最多,市場需求量最大的火箭類型。
圖丨朱雀二號
同朱雀二號一同公布的還有百噸級液氧甲烷火箭發動機的研發進度,甚至就連朱雀火箭未來三種不同的構型都有相關披露。藍箭航天 CEO 張昌武表示,朱雀二號液體運載火箭將是中國民營商業火箭領域第一款中型火箭,運載能力將達到世界第三,全國第一。未來,朱雀二號的拓展型火箭運力將有望超越 SpaceX 的獵鷹 9 號火箭,每公斤發射成本也將低於獵鷹 9 號。
朱雀二號火箭的創新:
全箭零部件種類降低 50%;
液氧甲烷推進劑每公斤成本約為 5 元,遠低於液氧煤油的每公斤十幾元和液氫液氧每公斤一百元的成本;
一體化電氣單機使全箭電氣成本降低 80%;
無塔架發射系統可將發射準備時間縮短到 7 天。
而在發動機方面,張昌武介紹,與朱雀二號配套的 80 噸級液氧甲烷發動機「天鵲」也在有序展開。之所以選擇 80 噸級別,藍箭航天用了火箭發動機「黃金推力區間」的概念來加以解釋。
經過世界航天 60 多年的實踐證明:60-100 噸是商業液體火箭發動機推力的「黃金區間」。向下可以覆蓋單發的小型火箭,向上可以覆蓋中型火箭、大型火箭,極限可以用於類似獵鷹 9 號的 27 台並聯的重型火箭。無論是從商業價值還是研製難度來看,都是投入產出比最高的一種選擇。
至於發動機燃料選擇上,國際上已基本達成共識的液氧甲烷毫無疑問地成為了首選。藍箭航天高級研發工程師袁宇表示,甲烷具有低成本、易獲取,純度高、比沖性能高,發動機試車後無需清洗等優點,是商業航天火箭的理想推進劑。
而在在發動機推力配置上,藍箭選擇了「80+10」的最優技術路線。即 80 噸發動機通用於火箭一級和二級,10 噸級發動機通用於二級游機和三級。通過少型號、多並聯的形式,搭配出最佳的動力選擇,覆蓋從小型、中型到大型,甚至重型的全甲烷火箭家族。
圖丨可以看出天鵲發動機進展神速
天鵲發動機,地面型海平面推力 67 噸,真空推力 76 噸;真空型真空推力 80 噸。目前,該款發動機整體生產進度完成 60%。未來將陸續進行 80 噸液氧甲烷火箭發動機燃氣發生器試車、推力室擠壓試車、燃氣發生器與渦輪泵聯試等試驗,並於年底進行全系統試車。
值得一提的是,中國兩彈一星功勛科學家、中國科學院院士孫家棟先生,著名天體化學與地球化學家、中國科學院院士歐陽自遠先生,北京航空航天大學副校長陶智教授和航天技術專家黃志澄先生也出席了此次發布會。
就像袁宇所說的那樣,當馬斯克在宣稱以一家 SpaceX 就「秒殺」中國航天的時候,中國航天人就應該站出來做些什麼了。希望在新老航天人的努力之下,可以托舉中國的商業航天飛得更高、更遠。


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