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專訪 | 藍(lán)箭航天:商業(yè)航天的未來是中型運載火箭
關(guān)鍵字: 運載火箭文|王宇波
7月5日,藍(lán)箭航天在在北京發(fā)布了其自主研發(fā)的首款中型液氧甲烷運載火箭朱雀二號,同時發(fā)布的還有為火箭配套的80噸級液氧甲烷發(fā)動機“天鵲”。發(fā)布會上,藍(lán)箭航天還提出了“商業(yè)航天的未來是中型運載火箭”以及發(fā)動機“黃金推力區(qū)間”的概念。發(fā)布會結(jié)束之后,觀察者網(wǎng)專訪了藍(lán)箭航天創(chuàng)始人張昌武。
藍(lán)箭航天創(chuàng)始于2015年,總部位于北京,兩支研發(fā)團隊分別位于北京總部和西安,火箭生產(chǎn)制造基地則位于浙江湖州。2014年中央提出推動軍民融合發(fā)展戰(zhàn)略,國務(wù)院明確鼓勵民營資本進(jìn)入研制、發(fā)射和運營商業(yè)遙感衛(wèi)星,藍(lán)箭航天在此背景下誕生。
國內(nèi)第一,世界第三
朱雀二號是目前國內(nèi)民營商業(yè)航天中最大的火箭,此前其他的民營商業(yè)航天公司的產(chǎn)品都局限于運載能力不超過1噸的小型運載火箭,比如零壹航天的OS-M1火箭,運載能力僅有205公斤/300公里軌道高度,而朱雀二號的最大運載能力達(dá)到4噸/200公里軌道高度。
與世界上其他國家的民營航天公司火箭產(chǎn)品對比,朱雀二號的運載能則排到世界第三。
對于自己的產(chǎn)品定義,藍(lán)箭認(rèn)為,只有中型以上的液體火箭才能在商業(yè)發(fā)射市場生存并盈利。藍(lán)箭航天CTO康永來在發(fā)布會上表示,我國現(xiàn)有運載火箭共發(fā)射278次,其中近地軌道運載能力1.5噸-4噸的中型運載火箭發(fā)射次數(shù)最多,占到51%。國外運載火箭發(fā)射次數(shù)中,中型運載火箭的需求在60%左右。
低風(fēng)險設(shè)計,首先保證把衛(wèi)星送入軌道
藍(lán)箭航天公布的數(shù)據(jù):朱雀二號(ZQ-2)全長48.8米,箭體直徑3.35米,起飛質(zhì)量216噸,起飛推力268噸,200公里近地軌道運載能力4噸,400公里軌道運載能力2噸,500公里太陽同步軌道運力2噸,商業(yè)發(fā)射應(yīng)用軌道高度為200-1500公里。朱雀二號是目前中國民用商業(yè)火箭中起飛質(zhì)量和運載能力最大的。根據(jù)近地軌道運載能力4噸和起飛質(zhì)量216噸計算,朱雀二號的運載系數(shù)為1.82%。
從運載系數(shù)上來看,朱雀二號整體設(shè)計比較保守,相比之下同級別采用同種燃料的甲烷版聯(lián)盟-5火箭起飛質(zhì)量290噸,近地軌道運力9噸,運載系數(shù)3.33%。朱雀二號運載系數(shù)低,主要原因在于箭體結(jié)構(gòu)比較保守,沒有采用諸如共底燃料箱等先進(jìn)技術(shù)來實現(xiàn)較高的干質(zhì)比,而是以低技術(shù)風(fēng)險和經(jīng)濟性為首要保證。
朱雀二號火箭結(jié)構(gòu)示意圖
天鵲發(fā)動機則分為兩個子型號,地面起飛版和二級用的真空版,地面版海平面推力67噸,真空推力78噸;真空版真空推力80噸。發(fā)動機結(jié)構(gòu)為燃?xì)庋h(huán),渦輪泵采用雙泵同軸設(shè)計。推力室、渦輪泵和發(fā)動機支架使用模塊化設(shè)計,發(fā)動機矢量方式為泵后擺。藍(lán)箭方面表示,天鵲的推力調(diào)節(jié)范圍為50-100%無極變速。
觀察者網(wǎng)航天評論員認(rèn)為,藍(lán)箭航天的發(fā)動機研發(fā)思路,與SpaceX的梅林系列發(fā)動機類似,首先研發(fā)一款技術(shù)難度不高的主發(fā)動機,并且以不同的推力室設(shè)計取向來分別適應(yīng)火箭起飛和真空飛行需求,通過一二級共享同型號發(fā)動機來降低成本。而初期發(fā)動機較為保守的技術(shù)狀態(tài),則以逐步迭代改進(jìn)的方式來提升,最終實現(xiàn)增推、減重的目標(biāo)。
天鵲系列發(fā)動機
無論是箭體設(shè)計,還是發(fā)動機選型,都體現(xiàn)了藍(lán)箭的發(fā)展思路:首先保證能把衛(wèi)星送入軌道,解決有無問題之后,再逐步著手改進(jìn)提高火箭性能。藍(lán)箭計劃在未來將發(fā)動機推力提高50%,火箭重量降低30%,成本降低50%。
目前,朱雀二號已經(jīng)完成全系統(tǒng)設(shè)計工作,計劃于今年完成全部地面試驗,2020年進(jìn)行首次發(fā)射。天鵲發(fā)動機也將在今年下半年完成樣機制造工作,年底進(jìn)行全系統(tǒng)試車。
此外,藍(lán)箭航天發(fā)動機里推力室負(fù)責(zé)人袁宇在發(fā)布會上表示,朱雀二號將在未來謀求一級回收能力,具體回收方式與SpaceX不同。
專訪藍(lán)箭創(chuàng)始人張昌武
在發(fā)布會結(jié)束之后,觀察者網(wǎng)專訪了藍(lán)箭航天創(chuàng)始人張昌武,以下為專訪整理概要。
觀察者網(wǎng):藍(lán)箭航天今年下半年將進(jìn)行首次發(fā)射,是一枚固體運載火箭,在目前藍(lán)箭重心都在中型液體火箭的情況下,這枚火箭的發(fā)射對于你們有什么樣的意思?
張昌武:這枚固體火箭,對于我們(藍(lán)箭航天)來說在技術(shù)上不是重點,但是是對我們整體業(yè)務(wù)鏈條的一次考核。進(jìn)行一次成功的航天發(fā)射,是向社會說明我們具備這樣的能力,還要進(jìn)行發(fā)射場的驗證工作。
觀察者網(wǎng):火箭發(fā)射過程中的測控環(huán)節(jié)是藍(lán)箭自己負(fù)責(zé)嗎?
張昌武:測控環(huán)節(jié)將會依托社會資源來進(jìn)行,目前我國無論是國有還是商業(yè)測控服務(wù)都比較完善,完全可以滿足我們的需求。
觀察者網(wǎng):朱雀二號是目前國內(nèi)民營商業(yè)火箭中運載能力最強的,相比其他家只能發(fā)射微型微型的小火箭大出不少,那么當(dāng)時你們是為什么要選擇這個級別的火箭作為自己的主要產(chǎn)品?
張昌武:并不是我們(藍(lán)箭)做的事情大,而是別人做的都太小了。我認(rèn)為朱雀二號是大小尺寸適當(dāng)?shù)倪\載火箭,決定火箭尺寸的不是藍(lán)箭航天,而是整個市場需求,我們以此來反推。
目前無論是衛(wèi)星還是火箭的發(fā)展,整個行業(yè)都在進(jìn)行探索、迭代和試錯。而衛(wèi)星行業(yè)的發(fā)展,小型衛(wèi)星進(jìn)行一些有限的技術(shù)驗證是沒問題的,但是形成系統(tǒng)服務(wù)能力,還是需要相對比較大的衛(wèi)星平臺,滿足各項服務(wù)功能的功率需求,同時大衛(wèi)星也有利潤空間保障。將來真正在市場能夠立足的衛(wèi)星運營用戶,一定會選擇50公斤到2噸的衛(wèi)星,這些用戶也是將來真正有能力付費的。
在我們國家面臨的另外一個問題是,每年的發(fā)射窗口是比較固定的,如何在有限的發(fā)射窗口內(nèi)向客戶最大化地輸出發(fā)射能力,節(jié)省客戶的等待時間,讓他們的衛(wèi)星盡快上天形成服務(wù)能力,是我們要面對的核心問題。對于所有的衛(wèi)星生產(chǎn)企業(yè)來說,時間比什么都重要。
觀察者網(wǎng):藍(lán)箭目前的融資夠用嗎?
張昌武:造火箭相對其他領(lǐng)域來說,還是比較省錢的,整個投入規(guī)模是可控的。我們目前整個公司的團隊規(guī)模不到200人,前期幾乎所有的資金都投入到了研發(fā)中,目前我們累計研發(fā)投入4億元。到明年上半年產(chǎn)品開始生產(chǎn)之后,藍(lán)箭的資金需求會變大,到時候也有相應(yīng)的融資計劃。在那個階段藍(lán)箭能拿出具體的火箭和發(fā)動機產(chǎn)品,也比較容易獲得資金。
觀察者網(wǎng):天鵲發(fā)動機與國有航天研發(fā)的某款甲烷發(fā)動機存在技術(shù)關(guān)聯(lián)嗎?
張昌武:我們的天鵲是全新研制的發(fā)動機,國家研發(fā)的甲烷發(fā)動機與我們的存在著結(jié)構(gòu)上的差異(一種是雙渦輪泵,一種是同軸渦輪泵)。天鵲這款發(fā)動機是藍(lán)箭融合了北京和西安兩個團隊的能力而研發(fā)出來的,發(fā)動機采用了開式循環(huán)(燃?xì)庋h(huán)),發(fā)動機關(guān)鍵性部件比如渦輪泵、閥門、推力室的設(shè)計,是兩個團隊各取優(yōu)勢研發(fā)出的結(jié)果。這款發(fā)動機從設(shè)計到工藝,都是包含了藍(lán)箭航天的創(chuàng)新思維。
我是觀察者網(wǎng)產(chǎn)經(jīng)組記者王宇波,關(guān)注方向:新能源汽車,航天,出行等領(lǐng)域,聯(lián)系郵箱:wangyubo@guancha.cn
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- 責(zé)任編輯:王宇波
- 最后更新: 2018-07-10 09:15:02
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