火箭應用液氧甲烷燃料歷經多重考驗

7月12日上午,朱雀二號遙二運載火箭在我國酒泉衛星發射中心發射升空,按程序完成了飛行任務,發射任務獲得圓滿成功。至此,朱雀二號成爲全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭,標誌着我國運載火箭在新型低成本液體推進劑應用方面取得突破。

北京青年報記者瞭解到,此次發射成功入軌的朱雀二號液氧甲烷運載火箭爲兩級構型,箭體直徑3.35米,全箭高度49.5米,起飛重量219噸,起飛推力268噸。整流罩最大直徑3.35米,全長8.237米。火箭一級採用4臺天鵲80噸級液氧甲烷發動機並聯,二級採用1臺天鵲80噸級液氧甲烷發動機和1臺天鵲10噸級遊動液氧甲烷發動機組合而成,運載能力爲500公里太陽同步軌道1.5噸,後續改進型可實現500公里太陽同步軌道運載能力4噸。

朱雀二號火箭由北京的一家民營企業藍箭航天研發。藍箭航天CEO張昌武向北青報記者表示,甲烷是一種常見的工業原料,使用液氧甲烷更能滿足企業的需求,其特性也更適合未來重複使用火箭,最後,使用液氧甲烷作爲火箭推進劑也更有利於修復火箭及其發動機。

他坦言,將液氧甲烷推進劑應用到火箭上的研發過程中,公司也遭遇過發動機震動、燃燒不充分、燃燒不穩定的問題,但通過時間積累和多次的反覆驗證,研發團隊得以克服這些難題。

張昌武表示,此次發射的朱雀二號火箭並未搭載衛星:"我們這次搭載了一個配重,先去驗證火箭的飛行過程,包括分離過程中的可靠性。"

張昌武說,目前研發團隊還在研製可以反覆使用的火箭,希望未來能夠打造出運力足夠大、成本足夠低的火箭,支撐好中國航天事業的建設。

自20世紀80年代至今,我國液氧甲烷發動機研製歷經基礎研究、原理樣機驗證階段,進入商業航天發展與高性能發動機研製階段。近期多款液氧甲烷發動機試車成功及80噸級液氧甲烷發動機助推朱雀二號運載火箭復飛成功,表明我國初步建立了開式循環液氧甲烷發動機設計、生產、試驗體系,培養了相關人才隊伍,研製的各型液氧甲烷發動機可逐步滿足國內商業發射需求。

憑藉在重型大推力閉式循環發動機研製過程中突破的各項關鍵技術,以及其他各類液體火箭發動機研製過程中積累建立的技術基礎、生產試驗條件和人才隊伍,我國已具備研製大推力高性能液氧甲烷發動機的基礎條件,目前正在開展200噸級全流量補燃循環液氧甲烷發動機研製工作,可爲未來重型、大中型運載火箭提供強勁動力。

公開資料顯示,除藍箭航天外,我國九州雲箭、星際榮耀、宇航推進等多家民營航天企業也正在開展液氧甲烷火箭及發動機的研發,陸續取得了比較可觀的成果。

文/本報記者屈暢供圖/新華社