开发商业航天 为国家战略服务
下列文章来源于工信头条。 ,作者田耀四
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作家:田耀四
转身:工信头条
阅读和思考:运载火箭的可回收和再利用对中国商业航天具有重要意义,就像光刻机对半导体行业一样。它可以大大降低发射成本,提高发射频率,使航天发射从高成本的“奢侈品”转变为可以大规模运营的行业,为太空资源的发展开辟新的道路,有效促进整个航天产业的发展。
蓝箭航天空间科技有限公司作为国内首批商业火箭公司,自成立以来, 2015 自2008年成立以来,不断探索前进。2017 多年来,蓝箭航天完成了固体火箭的研发,随后将战略重心转向了液体火箭。2018 2019年,朱雀一号运载火箭成功发射; 年,天鹊 80 全系统试运行完成吨级火箭发动机;2023 2008年,朱雀二号遥二运载火箭成功进入轨道,成为世界上第一个进入轨道的液氧甲烷火箭。
值得注意的是,2024 2008年,朱雀三号可回收火箭完成了100米级和10公里级两次垂直起降回收试验,为可回收火箭的研发积累了重要经验。同年,朱雀二号改进版首飞成功,勾勒出蓝箭航天发展的清晰脉络。
自主掌握核心技术
近 10 在过去的几年里,蓝箭航天一直坚持自主掌握核心技术的理念。继续深化液氧甲烷推进剂领域。从成本的角度来看,甲烷的价格大约是 8000 元 / 吨,而航天汽油有特殊要求,煤制油效率低,成本高,价格超过 2 万元 / 吨位,推进剂的成本直接关系到火箭的发射成本。与此同时,作为双低温推进剂的组合,甲烷液氧在发动机和火箭结构设计上具有独特的优势。
虽然甲烷密度低,但是燃烧热值高于汽油,综合对比,甲烷在火箭功能上与汽油相当。此外,甲烷燃烧后不会产生积碳,这对于可回收的可重复使用火箭至关重要。甲烷火箭垂直起降回收试验后,检查喷嘴内部,用手触摸干净。汽油火箭燃烧后,喷嘴会变黑,增加了清理复用火箭的难度。所以液氧甲烷更适合作为可重复使用的火箭燃料,从基本特性、发动机设计约束、性能、使用维护等方面进行比较。
蓝箭航天自 2017 年 6 月 17 天鹊系列发动机日立项开发以来,在技术、商品、能力、人才等方面形成了综合优势,创造了许多首次和独特性。2024年不断创新 年 6 本月,蓝箭航天作为“复杂多变工况离心泵核心技术及工程应用”项目,获得我国科技进步二等奖。获奖竞争异常激烈,充分体现了蓝箭航天在液氧甲烷领域的努力,也使得蓝箭航天得到了国家主管部门和顶尖同行专家的高度认可。
现在,公司有共计 776 项目知识产权(包括海外 16 项目),大部分专利主要集中在液氧甲烷推进剂的组合,以及发动机、火箭和可回收火箭领域。其中,271 包括海外在内的发明专利 14 项)、487 一项实用新型专利, 18 外观专利(含海外专利) 2 项目),获得软注册 88 项。2021-2023 年,持续 3 每年获得“中国优秀专利奖”。
2024 2008年底,在北京市经济开发区的支持下,蓝箭航天与清华联合申请了液氧甲烷火箭重点实验室。双方发挥各自优势,蓝箭航天在应用领域、产品需求和制造方面有着丰富的经验。清华大学在人才技术和信息资源方面实力雄厚,携手推进我国液氧甲烷可再利用火箭技术的研究和落地。
蓝箭航天在核心技术自主研发的基础上,积极推进关键设施自主建设。在制造能力方面,湖州建立了智能发动机制造基地,负责管道生产和发动机总装;运载火箭智能制造基地分别布局在嘉兴和无锡,服务于朱雀二号和朱雀三号火箭的总装和总测量。
当然,拥有强大的实验能力同样重要。蓝箭航天在湖州设有发动机冷试中心。在开始推进剂实验之前,系统通过冷试确保连接。发动机热试中心也位于湖州。起初,只有一个过程。随着需求的增加,2024年 2008年已经具备了两道工序的试运行能力,试运行周期缩短至 4 天啊。另外,湖州火箭模态试验塔为朱雀二号、朱雀三号的发展提供了关键支持。
在发射能力方面,蓝箭航天液氧甲烷火箭发射场由技术区和发射区组成,在酒泉卫星发射中心东风商业航天创新试验区。技术区域包括火箭、卫星总装总测车间和指挥控制中心;发射区域一号工序可以满足朱雀二号火箭的发射需求。为了促进朱雀三号可重用火箭的开发,二号工序已经在一号工序的另一边建成。目前已经通过主管部门验收。今年,朱雀三号火箭将承担静态点火试验和首次发射任务。
蓝箭航天拥有关键设施后,搭建了运维管理系统和数字化平台,有机连接设计、生产、实验、检测、发射、供应链、数字效率、风险控制审计等部门,形成完整的产业发展链。
自主研发重点商品
蓝箭航天秉承自主研发关键商品的理念,打造了天鹊系列发动机。发动机由蓝箭航天自行设计开发,技术与多项技术创新相结合,可靠性达到国内领先水平和国际先进水平,为朱雀二号火箭的批量生产和交付提供了重要保障,为朱雀三号可重复使用型号的研发创造了基本条件,相关技术获得国家科技进步二等奖。
目前,天鹊系列第二代改进版已经开发完毕,路面实验效果良好。今年将参与火箭飞行任务。与此同时,蓝箭航天也在积极开发第三代升级产品。到目前为止 2025 年 3 月 15 一天,发动机试运行时间 140984 秒;共计 25 台湾发动机有真实的航行经验。蓝箭航天也成为唯一一家基于自研液态发动机成功入轨的民营运载火箭公司。
蓝箭航天基于天鹊系列发动机,成功研制了朱雀二号系列运载火箭。该火箭直径 3.35 米,总长 61 大米,起飞质量 286 吨,起飞推力 367 吨,运载能力 500 太阳同步轨道达到公里, 4 吨。回首朱雀二号的四次发射,2022 2023年,遥一火箭是世界上第一次发射液氧甲烷火箭轨道;2023年 2008年,遥二火箭成为世界上第一个进入轨道的液氧甲烷火箭,创造了历史;遥三火箭实现一箭多星发射,卫星性能稳定;2024年 2008年,改进版火箭成功航行,全面提升了运载能力和可靠性,现已推向市场。
同时,朱雀三号火箭的研制也在有序推进,两次重要实验已经完成。朱雀三号是运载火箭的二级液氧甲烷。火箭的主要结构是焊接高强度不锈钢,一级可以在发射任务实施后回收再利用。它的直径扩大到 4.5 大米,用不锈钢材料代替铝合金,大大降低了成本。火箭队的一次性任务运载能力是什么? 21.3 吨,航区回收时为 18.3 吨。首飞时间看准 2025 年底,全年执行 3 第二次发射任务,目标是实现一级回收。
“光刻机”在商业航天领域
2024 2008年,蓝箭航天完成了两次垂直起降回收试验。第一次飞行高度试验 305 米,平移 50 第二次实验飞行高度提高到米; 10 公里,平移 3.5 公里。在第二次实验中,不锈钢火箭实现了发动机空中二次点火和高空风的即时调节,有效验证了发动机、动力装置和控制系统的性能。
在公司的发展中,也有很多感受——可回收、可重用的运载火箭对中国的商业航天意义重大,就像光刻机对半导体行业一样。它可以大大降低发射成本,提高发射频率,使航天发射从高成本的“奢侈品”转变为可规模经营的产业,为太空资源的发展开辟新的道路,有效促进整个航天产业的发展。
要正确认识中国商业航天的发展差距。从发射频率来看,2024 全球每年都在进行 263 航天发射任务,比较 2023 年 223 次增加 18%。运载火箭在美国发射 158 次(包含 13 第二次发射新西兰),中国发射 68 第二,俄罗斯发射 17 次(包含 4 第二次发射哈萨克斯坦)。2022 在美国之后的几年里 SpaceX 企业大规模启用可以重复使用火箭,国内企业之间的差距逐渐扩大。
就能力而言,2024 年 SpaceX 全年航天发射量 138 发,包含 132 发猎鹰 9 号火箭、2 重型猎鹰火箭,4 试飞发星舰。平均值 2.7 每天发射一次(2023 年均 3.7 每天发射一次)。2024 每年,我国国家队共同执行火箭发射任务 56 第二,民营公司执行运载火箭发射任务。 12 次。
SpaceX 已在 118 星链服务由各国和地区提供,覆盖 28 目前活跃用户的亿人 460 万。其中,2024 年新增市场 27 新增人口覆盖范围 5 亿。SpaceX 通过 400 多次发射,将 7000 多颗星链卫星被送到轨道上。V2 Mini 上一代卫星带宽容量 4 达到每颗卫星的倍数 96Gbps。它引入了基于氩的先进激光星间链路和推进系统,提高了机动性和寿命。
相比之下,中国企业和 SpaceX 还有很大的差距。然而,SpaceX 成立 13 每年实现火箭回收,15 与中国商业航天的发展历程相比,我们在现状上存在着差距,但追求的步伐并不落后。
同时,国内企业要认清自己的阶段。今年年初,许多商业火箭公司计划重复使用火箭发射计划。中国正处于突破发射能力瓶颈的关键节点。随着朱雀三号等可重复使用火箭的发展,预计火箭短期内可以回收再利用。
商业航天的核心竞争优势在于一体化工程效率。蓝箭航天坚持自主研发、自主生产、自主控制的重要环节,实现技术可控;通过内部协同优化设计、生产和测试步骤,可以快速迭代技术,降低成本,实现可控成本。商业航天企业只有牢牢把握这两点,才能在激烈的市场竞争中赢得未来。
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