朱雀2号一箭冲天,低成本探空时代,即将来临!

2023-07-21 20:14:05

 

在全世界各国液氧甲烷火箭项目,接连遇挫的背景下,来自中国的蓝箭航天空间公司,终于为世人,交上了一份满分答卷。此前,曾在最后阶段入轨失败的“朱雀2号”火箭,在重整旗鼓后,一箭冲天成功完成首次入轨。作为世界首枚冲出大气层,并完成入轨任务的液氧甲烷火箭,“朱雀2号”火箭带来的捷报,标志着中国航天工业乃至世界航天,将由此迈入新的台阶,该火箭未来的民用军用应用前景,亦相当值得关注。

 

相比传统的化学能源火箭,“朱雀2号”液氧甲烷,有着燃料高能量密度,火箭发射相对清洁无毒性,燃料来源广泛容易获取,火箭发动机将来更容易重复利用等诸多优点。然而,甲烷火箭的缺点,同样十分尖锐。为了提升燃料密度,首先需要先将甲烷液化。根据压力的不同,甲烷液化温度是十分严苛的,至少也需要零下几十度,甚至零下上百度。这对储存运输乃至火箭的结构设计和冷却系统,都提出了巨大的挑战。

 

而且,甲烷燃料对于燃烧温度也很挑剔,温度太高燃烧效率会下降,温度太低会影响燃烧稳定性,相关研究显示,900K~1100K,是甲烷燃料的最佳喷射温度范围,这对火箭的控制燃烧系统的精确性,提出了严峻挑战。失败案例就是美国相对论的“人族1号”甲烷火箭,今年三次发射,就曾出现过二级燃料温度控制问题,虽然数次推迟首飞,最后强行升空,但是二级火箭分离后还是异常,最终发射失败。而中国能够攻克上述技术,足见中国在甲烷燃料储存加注,还有燃料控制系统方面,取得的巨大成就。

 

而具体到民用和军事应用中,“朱雀二号”对于火箭发射成本价格降低的推动,也可以说是里程碑式的。目前,火箭的发射成本,主要由发动机、推进剂、发射平台、火箭结构四大部分组成。其中,根据燃料的不同,火箭推进剂的成本就能占到15%至30%左右,而甲烷燃料的价格,仅为煤油的50%,液氢的10%。而且,甲烷燃烧后,仅会产生水和二氧化碳,换言之,“朱雀二号”的火箭发动机,完全不会出现积碳问题,这非常有利于火箭发动机的重复回收和长期使用。

 

此外,“朱雀2号”火箭,还实现了无固定塔架的机动式发射,还有塔架的重复式使用,这种技术若能用于军事领域。那么,中国不仅战时卫星补射能力,将会获得极大提升,中国军工还有望将依靠相关技术,开发出新一代液体弹道导弹,届时,中国的核武库维持成本,将有望得到进一步降低。而且,中国一直都在推动整流罩和火箭一二级回收技术的研究,加上上面提到的燃料成本,火箭发动机成本,还有发射架成本优势,相信属于中国航天的低成本发射和大规模进入太空时代,很快就将降临。
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