这枚国产火箭烧“天然气”

来源：南方日报 时间：2023-07-14 14:20

　　7月12日9时0分，朱雀二号遥二运载火箭（以下简称“朱雀二号”）在我国酒泉卫星发射中心发射升空，按程序完成了飞行任务，发射任务获得圆满成功，成为世界上首款成功将载荷送入预定轨道的液氧甲烷火箭。

液氧甲烷方案有成本优势

　　火箭研制方蓝箭航天介绍，朱雀二号属于中型液体火箭，级数为两级，直径3.35米，全长49.5米，总重216吨，起飞推力268吨，500千米高度太阳同步轨道（SSO）运力4吨，200千米近地轨道（LEO）运力6吨。

　　值得一提的是，朱雀二号遥二运载火箭使用液氧和液甲烷作为推进剂，一级和二级均采用蓝箭航天自主研制的天鹊系列液氧甲烷发动机。其中，火箭一级采用4台天鹊80吨级液氧甲烷发动机并联，二级采用1台天鹊80吨级液氧甲烷发动机和1台天鹊10吨级游动液氧甲烷发动机组合而成。

　　朱雀二号采用的液氧甲烷方案，是近年来国内外航天界极受关注的绿色燃料方案。据了解，液氧甲烷由液态氧气和甲烷混合而成，甲烷是天然气的主要成分。相对于液氧煤油、液氢液氧等燃料方案，液氧甲烷方案有着成本优势。同时，液氧甲烷发动机使用维护便捷、成本低、性能高，被认为是重复使用火箭动力的发展方向。

　　美国SpaceX公司可重复使用的梅林液氧煤油发动机和猎鹰9火箭，是目前最成熟的可重复使用火箭系统。但由于其发动机使用的是液氧煤油方案，再次使用前需清除内腔的煤油和积碳，维护工作较为复杂，同时存在发动机使用寿命偏短、比冲性能偏低等不足。

　　随着液化天然气的大规模使用，来源广泛、成本低廉的甲烷成为火箭发动机可供选择的推进剂。甲烷热值高，液氧甲烷发动机的比冲性能具有一定优势；液氧与甲烷均为低温介质，再次使用前可自然蒸发排出，富燃燃烧基本无积碳，大幅减少了液氧甲烷发动机的维护工作，可快速再次发射。

向实用化迈出坚实一步

　　此次朱雀二号的飞行试验主要考核了这一新型液氧甲烷火箭测试发射和飞行全过程方案的正确性、合理性，各系统接口的匹配性，为后续火箭正式商业飞行奠定了基础。

　　“我们将继续以朱雀系列运载火箭为核心产品，对产品进行持续优化迭代，进一步提升火箭性能，为市场提供低成本、高性能、大运力的火箭产品。”蓝箭航天CEO张昌武说。

　　目前，SpaceX等多家公司以及欧洲、俄罗斯等多家机构均在研制液氧甲烷推进剂发动机。上世纪80年代后期，中国开展了液氧甲烷发动机的探索性研究。2017年底，中国民营航天企业开始研制两种型号的液氧甲烷发动机。2020年完成了极限工况试车、极限边界条件试车、摇摆试车、长程试车、过冷推进剂试车等全面考核。2021年完成了火箭一级动力系统试车，完成了可靠性鉴定，交付了首飞火箭发动机产品。与此同时，开始实施发动机改进与提升工作。

　　今年上半年，国外也有两款液氧甲烷火箭挑战首飞入轨，即美国相对论空间公司的人族一号火箭和SpaceX公司的“星舰”，但均未成功。

　　此次朱雀二号的成功发射，标志着我国在液氧甲烷方案上向着实用化迈出了坚实的一步。（王诗堃 徐勉）

　　责任编辑：沈馨蕊