北京時(shí)間7月12日9時(shí)左右，由藍(lán)箭航天空間科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱藍(lán)箭航天）自主研制的“朱雀二號(hào)”遙二運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,，隨后按既定計(jì)劃完成了飛行任務(wù),，發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。
任務(wù)成功后,，包括央視在內(nèi),，多家官媒第一時(shí)間發(fā)文慶祝。
“朱雀二號(hào)”作為一枚液氧甲烷火箭,，成功在這條新賽道的競(jìng)逐中,，代表中國(guó)拔得頭籌!
這件事可謂意義重大，畢竟強(qiáng)如SpaceX,，當(dāng)下也只能望著星艦(Starship)的殘骸嘆氣,。
事實(shí)上，中國(guó)航天這次贏得也相當(dāng)驚險(xiǎn),。
去年12月“朱雀二號(hào)”遙一火箭發(fā)射失敗后,，國(guó)內(nèi)普遍嘆息，以為這項(xiàng)桂冠又要被馬斯克摘走,。
隨后的事情卻是柳暗花明,。
今年4月，星艦先是遲遲不能在原定時(shí)間發(fā)射,。推遲2天后,，又在發(fā)射第3分鐘發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，姿態(tài)失控,，然后在空中炸成了價(jià)值30億美元的煙花,。
而在星艦之前，另一家美國(guó)私人火箭公司地平線發(fā)射的“人族一號(hào)”也以失敗告終。
再加上被業(yè)界吐槽為“美國(guó)國(guó)企”的聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟(ULA)表現(xiàn)出了驚人的低效,，原計(jì)劃2021年首飛的“火神”火箭時(shí)至今日都沒(méi)有公布正式發(fā)射時(shí)間,。
最終，這項(xiàng)殊榮就落到了藍(lán)箭航天頭上,。
或許有人會(huì)好奇,，液氧甲烷火箭是何方神圣，為什么大家都扎堆往里擠?
因?yàn)?個(gè)字——星辰大海,。
這里的“星辰大�,！辈皇切麄魑锢锏目斩丛~匯，而是真的在星辰間遠(yuǎn)航,，是《星際迷航》《星球大戰(zhàn)》和漫威電影里構(gòu)筑的科幻現(xiàn)實(shí),，而這背后可能是數(shù)十億人口、價(jià)值數(shù)百萬(wàn)億美元的貨物,，以百萬(wàn)公里為單位移動(dòng),。
這也意味著，可能會(huì)有數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的航天器散布在漫天星辰之間,。這是一個(gè)難以想象的市場(chǎng),。
所謂液氧甲烷火箭，就是使用液氧作為氧化劑,，使用甲烷作為還原劑,，二者共同構(gòu)成燃料，在箭體內(nèi)燃燒,，對(duì)外產(chǎn)生推力的火箭,。
在液氧甲烷之前，當(dāng)前常見(jiàn)的燃料方案還有肼類燃料,、液氧煤油,、液氫液氧。
肼類燃料能常溫保存,，對(duì)外部沖擊不敏感,，容易運(yùn)輸和儲(chǔ)存的同時(shí)，對(duì)火箭的工程設(shè)計(jì)要求也低,，是航天技術(shù)落后的國(guó)家同時(shí)滿足航天和軍事需求的首選,。
不過(guò)，在航天燃料的核心指標(biāo)上——比沖上,，肼類燃料相當(dāng)疲軟,，再加之有劇毒，目前的趨勢(shì)是正在淘汰中,。
主流的液氧煤油和液氫液氧方案中，液氫液氧有著碾壓性的比沖優(yōu)勢(shì)，然而液氫的超低溫(沸點(diǎn)-253℃)要求不僅火箭本身將高昂的成本和珍貴的重量花在燃料儲(chǔ)存系統(tǒng)上,，連外部的燃料加注等系統(tǒng)也要精心設(shè)計(jì)和維護(hù),。
液氧煤油的優(yōu)勢(shì)在于便宜，煤油容易獲得,，儲(chǔ)存成本低廉,，如果不追求最大性能的話有著很高的性價(jià)比，只有容易積碳這么一個(gè)過(guò)去看來(lái)不太重要的缺點(diǎn),，因此被大量使用,。
相較而言，論性能,，液氧甲烷比沖比液氧煤油高一些,，但遠(yuǎn)低于液氫液氧;論成本，甲烷制備和儲(chǔ)存成本比液氫低得多,，但是高于煤油,。
總體而言，液氧甲烷過(guò)去是一種沒(méi)什么短板,，但長(zhǎng)處也不突出的燃料,，盡管出現(xiàn)已經(jīng)近百年，但一直處于邊緣狀態(tài),。
然而,，馬斯克的成功改變了這項(xiàng)技術(shù)的命運(yùn)。
隨著可回收火箭帶來(lái)的發(fā)射成本,、發(fā)射周期指數(shù)級(jí)下降,，人們第1次意識(shí)到大規(guī)模、周期性地空間往返不再是一個(gè)遙不可及的科幻概念,，而只是一個(gè)能夠解決的工程難關(guān),。
這個(gè)時(shí)候，液氧甲烷的優(yōu)勢(shì)開始凸顯,。
首先,，當(dāng)航天不再是不計(jì)成本的科研攻關(guān)項(xiàng)目，經(jīng)濟(jì)性方面的考慮就要被提前,，液氫液氧燃料顯然不具備大規(guī)模應(yīng)用的可能;同時(shí),，液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)積碳的“小問(wèn)題”，在重復(fù)使用的情況下變成了大問(wèn)題,。
甲烷還有一個(gè)最特殊優(yōu)勢(shì)——只要一顆行星上有水,，有二氧化碳，那理論上就可以就地合成甲烷和氧氣,，補(bǔ)充燃料,，甚至很多行星上本來(lái)就有氣態(tài)或者液態(tài)甲烷。
這在星際飛行中是無(wú)可替代的強(qiáng)大優(yōu)點(diǎn)。
人類進(jìn)入星際交通時(shí)代的前夕,，液氧甲烷火箭的前景已經(jīng)是一片光明,。不造液氧甲烷火箭是沒(méi)前途的，尤其是對(duì)商業(yè)火箭公司,。
這也是為什么盡管“梅林”液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)在“獵鷹9號(hào)”上大獲成功,，馬斯克依然在他2017年那份被外界稱作“人類史上最偉大計(jì)劃”的39頁(yè)火星移民PPT上，果斷選擇了液氧甲烷方案的“猛禽”發(fā)動(dòng)機(jī)作為“星艦”(當(dāng)時(shí)叫BFR,，大型獵鷹火箭)的動(dòng)力方案,。
早前貝佐斯創(chuàng)辦的、號(hào)稱SpaceX勁敵的藍(lán)色起源,，也主攻液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī),，目前其BE-4發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)拿下了ULA的“火神”火箭項(xiàng)目。
國(guó)外還有相對(duì)論航天公司的“人族R”火箭,、藍(lán)色起源公司的“新格倫”火箭,、火箭實(shí)驗(yàn)室公司Rocket Lab的“中子”火箭等均為液氧甲烷運(yùn)載燃料，均在未來(lái)有相應(yīng)發(fā)射計(jì)劃,。
值得一提的是,，就在朱雀二號(hào)遙二火箭成功發(fā)射前不久，藍(lán)色起源的BE-4發(fā)動(dòng)機(jī)在測(cè)試臺(tái)上測(cè)試,，結(jié)果不到10秒就發(fā)生了爆炸,。這更凸顯了藍(lán)箭航天成功的可貴。
| 歡迎光臨 機(jī)械社區(qū) (http://giwivy.com.cn/) | Powered by Discuz! X3.4 |