蓝箭航天自主研发中型液氧甲烷运载火箭研发完成

  中型液体运载火箭是火箭发射市场的紧缺产品,而一台环保、高性价比、大推力的火箭发动机则更是决定了运载火箭在市场中的竞争力。未来,具备中型火箭研制能力的企业才能在以中低轨卫星发射需求为主流的商业发射市场中占有一席之地。

中新网7月6日电
7月5日,北京蓝箭空间科技有限公司“液氧甲烷火箭产品战略发布会”在北京举行。发布会上,蓝箭航天宣布,公司自主研发的中型液氧甲烷运载火箭朱雀二号已经于今年六月完成全系统设计工作,该款火箭计划于2019年完成全部地面试验,2020年首飞。

  朱雀二号发动机推力有何玄机?

同时,发布会上还公布了朱雀二号未来的系列化型谱及百吨级液氧甲烷火箭发动机的研发进度。未来,朱雀二号的拓展型火箭运力将有望超越SpaceX的猎鹰九号火箭。中国两弹一星功勋科学家、中国科学院院士孙家栋先生,著名天体化学与地球化学家、中国科学院院士欧阳自远先生,北京航空航天大学副校长陶智教授等业内著名代表人物及专家出席了此次发布会。另外,来自天津市滨海新区、西安市高新技术开发区、北京市经济技术开发区、渭南市高新技术开发区、湖州市经济技术开发区的代表一起出席了发布会,并表达了对商业航天产业的关注。

  在发动机推进剂方面,朱雀二号没有选择目前世界上液体发动机常用的液氧煤油推进剂,而是直接选择了和SpaceX、蓝色起源正在研究的下一代发动机相同的甲烷燃料。甲烷具有低成本、易获取,纯度高、比冲性能高,发动机试车后无需清洗等优点,可以重复使用20次以上,是商业火箭的理想推进剂。该发动机地面型海平面推力67吨,地面型真空推力76吨;真空型真空推力80吨。

在发布会上,蓝箭航天抛出了火箭发动机“黄金推力区间”的概念,认为经过世界航天60多年的实践证明:60-100吨是商业液体火箭发动机推力的“黄金区间”。向下可以覆盖单发的小型火箭,向上可以覆盖中型火箭、大型火箭,极限可以用于类似猎鹰9号的27台并联的重型火箭。商业价值大、研制难度适中,投入产出比最高。

  目前,该款发动机已完成全部设计工作,推力室、喷管、涡轮泵、阀门等核心部件已全部铺开生产。下半年将陆续进行80吨液氧甲烷火箭发动机燃气发生器试车、推力室挤压试车、燃气发生器与涡轮泵联试等试验,并于今年年底进行全系统试车。

与此同时,高级研发工程师袁宇介绍了蓝箭自主研发的百吨级液氧甲烷火箭发动机,袁宇表示,蓝箭航天经过深入研究,选择了液氧甲烷作为推进剂。甲烷具有低成本、易获取,纯度高、比冲性能高,发动机试车后无需清洗等优点,是商业航天火箭的理想推进剂。在发动机推力上,蓝箭选择了“80+10”的最优技术路线。其中80吨发动机通用于火箭一级和二级,10吨级发动机通用于二级游机和三级”。通过两型发动机的并联组合,就可以覆盖从小型、中型到大型,甚至重型的全甲烷火箭家族。

  朱雀二号液氧甲烷运载火箭两级箭体的舱段结构、贮箱前后椭球底、一二级发动机、一二级控制系统均采用同一设计状态,比传统火箭减少50%的产品种类。全箭共3台一体化单机,并集控制、测量、安控、供配电、时序控制于一体,降低全箭电气成本80%。在发射方面,朱雀二号运用的无塔架自动发射系统大幅度提升发射效率,可将发射准备时间缩短到7天,进发射场人数不超过20人。

发布会上,蓝箭航天CEO张昌武表示,朱雀二号液体运载火箭已于今年六月完成详细设计,与之配套的百吨级液氧甲烷发动机100%完成详细设计出图,推力室、涡轮泵、阀门等核心零组件已全面铺开生产。为了保障顺利生产,公司在浙江自建的智能制造基地和百吨级液体发动机热试车台也将在2018年陆续建成并投入使用。

  近日,北京蓝箭空间科技有限公司(以下简称“蓝箭航天”)宣布其自主研发的中型液氧甲烷运载火箭朱雀二号已经于今年六月完成全系统设计工作,计划于2019年完成全部地面试验,2020年首飞。

蓝箭航天CTO康永来在发布会上展示了蓝箭航天朱雀二号液体运载火箭及其系列化型谱。朱雀二号基本型为两级液体运载火箭,直径3.35m,全长48.8m,总重216吨,起飞总推力268吨,500km高度太阳同步轨道运力2吨,200km近地轨道运力4吨。可以将两辆大型SUV轿车同时送入太空。

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作为发布会的重头戏,80吨级液氧甲烷发动机,地面型海平面推力67吨,真空推力76吨;真空型真空推力80吨。目前,该款发动机已完成全部设计出图工作,推力室、喷管、涡轮泵、阀门等核心部件已经全部铺开生产,整体生产进度完成60%。未来将陆续进行80吨液氧甲烷火箭发动机燃气发生器试车、推力室挤压试车、燃气发生器与涡轮泵联试等试验,并于年底进行全系统试车。

  截至今年年中,我国现有的各型运载火箭,共发射278次,其中LEO运力在1.5吨到4吨的中型运载火箭发射次数最多,占比51%,国外各型运载火箭,共发射了4200余次,其中中型运载火箭共发射约2500次,占比约60%。世界各国中型运载火箭的需求量是最大的。

康永来表示,从国内外运载火箭的发射历史数据来看,LEO运力在1.5吨到4吨的中型运载火箭是发射次数最多,市场需求量最大的火箭类型。然而,当前现役主流中型运载火箭普遍面临推进剂有毒、价格昂贵、发射准备时间长、一次性使用、产能不足等多种局限,无法满足市场需求。蓝箭航天研制的朱雀二号液体运载火箭通过优化系统架构、创新材料体系、创新制造工艺、重构动力系统、实现无塔架自动化发射等一系列创新,逐一解决了上述问题,实现了环保、经济、快速响应、可复用、可量产等多种优势。

  作者:赵清建

  朱雀二号火箭发动机试车试验

  出品:科普中国

  朱雀二号基本型为两级液体运载火箭,直径3.35m,全长48.8m,总重216吨,起飞总推力268吨,500km高度太阳同步轨道运力2吨,200km近地轨道运力4吨,可以将两辆大型SUV轿车同时送入太空。

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