力箭二号首飞成功:模块化“搭积木”造火箭,如何破解发射成本难题?

1天前

3月30日19时00分,中科宇航力箭二号遥一运载火箭·国际纺都号在甘肃酒泉东风商业航天创新试验区首飞成功,将新征程01卫星、新征程02卫星和天视卫星01星送入预定轨道。


发射前,中新经纬走访了中科宇航位于酒泉的专有发射工位和技术厂房,现场工作人员正进行火箭加注合练,为发射前的最后一次“全身体检”做准备。


从135吨固体火箭的力箭一号,到625吨液体火箭的力箭二号,中科宇航的力箭系列完成跨越式迭代。这款瞄准批量化发射的液体火箭,如何将原本5到10年的研制周期大幅缩短?又能否降低发射成本?



中科宇航研制的力箭二号火箭 中新经纬魏薇 摄


625吨液体火箭的技术突破


中科宇航全称中科宇航技术股份有限公司,2018年12月成立,由中国科学院力学研究所培育孵化。本次发射的力箭二号是液体运载火箭,起飞重量625吨,推力753吨,近地轨道(LEO)运载能力12吨,500公里太阳同步轨道(SSO)运载能力8吨,全长53米,芯级直径3.35米,运载能力居国内液体火箭第一梯队,首飞即服务国家重大航天工程,可支撑通信卫星互联网组网、低成本货物运输等大规模发射任务。


力箭二号副总设计师廉洁介绍,该火箭在力箭一号基础上研制,航电与飞控系统继承成熟产品,飞行控制组合、时序控制组合等实现一致互通,三层构架软件移植复用,原本约一个月的电测时间缩短至一周内,大幅降低测试周期与成本。



力箭二号副总设计师廉洁 中新经纬魏薇 摄


从固体到中大型液体火箭需突破诸多难关。为实现8到12吨运载能力,团队迭代400多个技术路径,CBC火箭构型、推进剂加注量等核心参数经反复计算确定。研制中还面临环境考验,走访当日酒泉室外零下15摄氏度,工作人员在寒风中调试设备。全箭模态试验是关键,火箭飞行时类似“扁担”颤动,团队通过敲击不同点位验证“扁担效应”对控制系统的影响,连续工作数月才完成试验。


模块化“搭积木”降成本


发射成本是商业航天的关键门槛。廉洁称,力箭二号采用通用化、组合化、模块化设计,是国内首款“通用助推器核心”(CBC)构型运载火箭,芯一级和助推器均为3.35米直径,适配国内火箭产业链常用规格。


模块化设计可实现产品快速替换复用,缩短发射周期,如遇测试问题可滚动备份互换,支持高频次发射;还能像“搭积木”般组装,加快制造速度。团队计划优化重复使用模式,逐步将火箭回收比例提升至60%,火箭动力占成本75%,助推器回收复用后发射价格有望降至当前三分之一甚至更低。


测发流程采用“三平”模式(总装、测试、转运均水平进行),降低对发射场保障要求,仅需简易发射架,发射场建设周期缩至一年,成本为传统的10%。批量化发射后坪效成本可快速平摊,大幅压缩发射周期、提升效率,降低测发成本。


发射频次待提升,瞄准太空经济新赛道


商业航天高投入、高风险、长周期,需“耐心资本”支持。廉洁希望资本理性看待行业发展,给予技术验证包容与容错空间,中国商业航天尚处早期,需更多资金与时间。


力箭二号总指挥杨浩亮认为,低轨卫星互联网星座需求爆发将带热商业航天,太空经济引领下一个发展时代。廉洁提到,中国火箭发射频次仅为美国的30%到40%,难以满足大规模发射需求,需提升生产供应量。力箭一号年产30发、力箭二号年产20发,将承担货运飞船、通讯卫星、低轨互联网星座及深空探测任务。


杨浩亮表示,中科宇航目标是将火箭做成工业化产品,规模效应带动成本下降。目前力箭二号不回收状态发射成本与SpaceX猎鹰九号回收状态相当,后续回收后成本有望降至其一半。


除传统发射任务,团队还布局太空经济新赛道。杨浩亮透露,2027-2028年计划与高校、企业合作拓展太空业务,开展太空3D打印、太空育种、失重环境制造等。


本文来自微信公众号“中新经纬”(ID:jwview),作者:魏薇 罗琨,编辑:林琬斯,36氪经授权发布。

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