劃重點：

1. “天鵲”發(fā)動機是除了 SpaceX 的“猛禽”發(fā)動機和藍色起源的“BE-4”發(fā)動機之外，世界第三款大推力液氧甲烷發(fā)動機；
2. 固體火箭和液體火箭各有優(yōu)劣，但液體火箭可以往大中型去做，發(fā)展?jié)摿Ω螅?/li>
3. 液氧甲烷火箭的性能介于液氧煤油和液氫液氧之間，但經(jīng)濟性更好，更具市場競爭力；
4. 藍箭航天計劃 2020 年發(fā)射“朱雀二號“，如果順利，屆時將成為世界首枚裝配液氧甲烷發(fā)動機的火箭。

　　騰訊科技 文：喬輝

　　5 月 17 日，一則科技新聞《藍箭航天“天鵲”80 噸液氧甲烷發(fā)動機全系統(tǒng)試車成功》刷屏。由于火箭是一門非常高冷的技術(shù)，里面有很多專業(yè)術(shù)語普通人又比較難以理解，簡單的消息稿無法滿足大家的胃口。

　　鑒于此，近日我們對藍箭航天進行了專訪，深入了解了新聞事件背后的科學(xué)知識。

“天鵲”發(fā)動機試車畫面

　　通過了解得知，“天鵲”發(fā)動機是世界上第三型大推力液氧甲烷發(fā)動機，是由藍箭航天自主研發(fā)的。

　　為什么他們說這是世界第三型大推力液氧甲烷發(fā)動機呢？首先交代一下背景：此前，SpaceX 公司研制成功了 200 噸推力的液氧甲烷發(fā)動機，名叫“猛禽”。準(zhǔn)備用于未來的超重型獵鷹和星艦飛船。除此之外，藍色起源公司也研發(fā)了一款液氧甲烷發(fā)動機，代號“BE-4”，理論推力為 240 噸，但據(jù)說試車并不順利，沒有達到設(shè)計的推力。

SpaceX 公司猛禽發(fā)動機試車

貝索斯藍色起源公司的“BE-4”發(fā)動機試車

　　“天鵲”液氧甲烷發(fā)動機

　　據(jù)介紹，截至 5 月 17 日，天鵲發(fā)動機在一周時間內(nèi)共進行了 4 次試車，最長試車時間為 20 秒，發(fā)動機起動關(guān)機平穩(wěn)迅速，正常工作段參數(shù)穩(wěn)定，發(fā)動機各項性能均達到了設(shè)計要求，下一步的工作是穩(wěn)定量產(chǎn)。

工作人員正在調(diào)試天鵲發(fā)動機

　　此款發(fā)動機地面型發(fā)動機海平面推力 67 噸，真空推力 76 噸；真空型發(fā)動機真空推力 80 噸。因此，向下可以覆蓋單一發(fā)動機的小型火箭，向上可以覆蓋中型火箭、大型火箭，其商業(yè)價值大、研制難度適中，投入產(chǎn)出比高。

　　據(jù)悉，天鵲首臺發(fā)動機試車結(jié)束后要返廠進行了分解檢查，以更準(zhǔn)確的評估發(fā)動機的工作狀態(tài)，隨后將通過開展全程試車、長程試車、極限邊界條件試車、搖擺試車、變工況試車及可靠性鑒定試車等，發(fā)動機無故障累計試車時間要達到 15000 秒以上，使發(fā)動機可靠性指標(biāo)滿足火箭總體要求。這次測試用的試車臺推力規(guī)模在 200 噸級，向下一直到十幾噸的、幾十噸都兼容。藍箭航天 CEO 張昌武表示，該試車臺可以開放給行業(yè)內(nèi)的公司使用。

　　對于這次試車的意義，張昌武說：“目前我們在領(lǐng)域內(nèi)是唯一一家具有這種液體火箭發(fā)動機全流程試車能力的，包括冷試和熱試環(huán)節(jié)的這樣一家企業(yè)，我們未來也會積極地向社會去輸出我們這種試驗?zāi)芰?rdquo;。在談及藍箭的研發(fā)投入時，他說：”我們的整個研發(fā)技術(shù)投入，在整個行業(yè)里面可以占 70%”。

　　為什么非要發(fā)展液體火箭？

　　我們知道，固體火箭發(fā)動機是燃料易于工業(yè)制成，同時便于存儲和運輸，基本沒有揮發(fā)性和借助空氣傳播的毒性，所以安全性比較好，而且壽命很長，能夠存儲十多年。為什么作為商業(yè)航天公司非要發(fā)展液體火箭呢？

朱雀一號固體運載火箭發(fā)射畫面

　　對于航天初創(chuàng)團隊來講，一般都采用固體火箭，例如藍箭航天的“朱雀一號”運載火箭等，這是因為，從技術(shù)上來講，固體火箭的研制周期比液體火箭要短，可靠性要好。但固體火箭有其局限性。

　　張昌武表示，固體火箭的直徑不能做的太大，一般不會超過 3 米，LEO 載荷一般不會超過一噸，從經(jīng)濟性和技術(shù)性上來講，都是一個臨界點。在一噸以下的發(fā)射市場，固體火箭是有優(yōu)勢的。但在固體火箭發(fā)射市場領(lǐng)域，國內(nèi)現(xiàn)有的一些型號是經(jīng)濟和成熟的，具有很強的競爭優(yōu)勢，例如長征 11 和快舟等。

　　固體火箭無法成長為中型運載火箭，而中型運載火箭在一箭多星、布局星座衛(wèi)星方面具有絕對優(yōu)勢。藍箭希望能夠通過研發(fā)液氧甲烷液體火箭填補中型運載火箭商業(yè)發(fā)射這塊空白。雖然長征系列中型運載火箭非常強大而穩(wěn)定，但大部分都在執(zhí)行國家任務(wù)，

　　另外，他表示，藍箭將不再研發(fā)新的固體型號火箭。

　　為什么要研發(fā)液氧甲烷發(fā)動機火箭？

　　看到液氧甲烷發(fā)動機，大家常問的問題是：為什么要研制這種燃料的發(fā)動機？這個問題在 2018 年底，張昌武先生在接受我們專訪時也做過完整解釋，他說“首先人類的航天史相對還比較短，一開始使用的是肼類有毒推進劑，然后是液氧煤油推進劑和液氫液氧推進劑。在過去，這幾種推進劑是能夠滿足和支撐人類航天需求的。目前，全世界都在追求環(huán)保，歐美對環(huán)保都有一些法制上的要求，有毒推進劑已經(jīng)開始退出歷史舞臺了，國內(nèi)也將會是這樣。雖然液氧煤油推進劑也比較成熟，但在回收和降低成本上劣勢比較明顯。雖然液氫液氧是比沖最優(yōu)的推進劑，但風(fēng)險和難度也是最大的，民營企業(yè)沒有人選擇氫氧發(fā)動機。擺在面前的選擇就是液氧甲烷發(fā)動機。甲烷的性能居于煤油和氫氧之間，但經(jīng)濟性上遠遠好于兩者。”

　　除了他說的情況外，液氧甲烷發(fā)動機還有一個優(yōu)勢就是：相對于目前主流的液氧煤油發(fā)動機來講，更容易維護，可重復(fù)使用的潛力會更好。

SpaceX 的兩枚一級火箭回收

　　目前，可重復(fù)使用火箭的成功案例就是 SpaceX 公司的獵鷹 9 火箭，獵鷹 9 的梅林發(fā)動機采用的是液氧煤油。未來，該公司的“猛禽”液氧甲烷發(fā)動機的可重復(fù)利用性會更好。藍箭也表示有發(fā)展可回收火箭的計劃，但將會是未來考慮的事情。

　　2020 年將發(fā)射世界首枚液體甲烷火箭

朱雀二號火箭（CG 圖）

　　張昌武向我們表示，藍箭將于 2020 年發(fā)射“朱雀二號”火箭。由于 SpaceX 和藍色起源尚沒有明確的發(fā)射甲烷火箭的時間表，因此，屆時“朱雀二號”將成為世界首枚液氧甲烷發(fā)動機驅(qū)動的運載火箭。

　　未來，天鵲發(fā)動機和朱雀二號將作為藍箭公司系列火箭的基礎(chǔ)模塊，通過重新組合甚至能夠成為大推力版本的火箭，屆時將具備覆蓋從中軌到高軌的發(fā)射能力。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的专访蓝箭CEO：2020年有望发射世界首枚液氧甲烷运载火箭的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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