盡管長征三號乙、谷神星二號乙接連發(fā)射失利,令行業(yè)內(nèi)外倍感惋惜,不過據(jù)人民日報(bào)消息,由天兵科技自主研制的我國新一代大型可復(fù)用液體運(yùn)載火箭“天龍三號”首飛在即,這款備受行業(yè)關(guān)注和公眾期待的火箭,目前已完成總裝測試,蓄勢待發(fā)。
近期,長征十二號乙全箭亮相并順利完成點(diǎn)火試驗(yàn),“國家隊(duì)”此番切換至液氧煤油技術(shù)路線的動作,成為一大關(guān)鍵看點(diǎn)。而天龍三號與 SpaceX獵鷹 9 號、長征十二號乙技術(shù)同軌,因同樣錨定了液氧煤油路線,也順勢被推至了聚光燈下。
作為即將服役于我國低軌衛(wèi)星組網(wǎng)的主力火箭之一,若天龍三號首飛任務(wù)圓滿完成,將為商業(yè)航天高可靠發(fā)射再添堅(jiān)實(shí)實(shí)證,更能進(jìn)一步印證液氧煤油路線的產(chǎn)業(yè)化價(jià)值,加速推動我國商業(yè)航天邁入全新發(fā)展階段。
創(chuàng)新燃料與設(shè)計(jì),破解復(fù)用核心瓶頸
長期以來,液氧煤油發(fā)動機(jī)的積碳與結(jié)焦問題,一直是制約火箭高頻次復(fù)用的行業(yè)痛點(diǎn)。為攻克這一難題,天兵科技創(chuàng)新性地采用煤基航天煤油替代傳統(tǒng)石油基煤油,結(jié)合加氫分離等先進(jìn)精制工藝,將燃料硫含量降至ppm級別,從源頭徹底改變?nèi)紵e碳的物理特性,讓原本堅(jiān)硬的焦炭轉(zhuǎn)化為松散煙塵,可被氣流輕松清除。
不僅如此,天龍三號搭載的“天火12”發(fā)動機(jī)引入了獨(dú)創(chuàng)的“三層抑碳”機(jī)制,這套完整的結(jié)焦管理方案,顯著提升了發(fā)動機(jī)的復(fù)用潛力與維護(hù)便捷性,為天龍三號達(dá)成≥50 次的設(shè)計(jì)復(fù)用目標(biāo),筑牢了核心技術(shù)基礎(chǔ)。

事實(shí)上,SpaceX也已通過獵鷹9號的實(shí)踐證明,煤油火箭實(shí)現(xiàn)高頻復(fù)用的核心邏輯不在積碳數(shù)量,而在于積碳的物理性質(zhì)。截至目前,獵鷹9號憑借低硫煤油控制等技術(shù)手段,單枚助推器已累計(jì)飛行32次,徹底打破“煤油火箭難以復(fù)用”的行業(yè)固有認(rèn)知。而天兵科技的煤基航天煤油方案,正是該技術(shù)路徑在國內(nèi)的落地與進(jìn)階。
立足現(xiàn)實(shí)需求,液氧煤油是國家工程邏輯的理性選擇
高可靠、低成本是商業(yè)航天的第一性原理。而液氧煤油技術(shù)歷經(jīng)中、美、俄數(shù)十年主力火箭驗(yàn)證,成熟度高、供應(yīng)鏈完備、工程確定性強(qiáng),能夠最大程度保障發(fā)射成功率與任務(wù)交付穩(wěn)定性。
低成本是火箭高頻發(fā)射的根本基礎(chǔ)。煤基航天煤油的原料單位成本,不到傳統(tǒng)石油基煤油的一半,且契合中國“富煤貧油”的能源國情,從戰(zhàn)略層面保障了航天燃料的供應(yīng)安全。
此前,行業(yè)常常將煤油和甲烷兩大路線進(jìn)行對比,渲染為技術(shù)路線之爭。實(shí)際上,兩條路線各有其價(jià)值,關(guān)鍵在于當(dāng)前發(fā)展階段的最優(yōu)匹配。液氧煤油的核心優(yōu)勢是技術(shù)成熟、供應(yīng)鏈完備、交付確定性高。而截至目前,全球尚無液氧甲烷火箭成功實(shí)現(xiàn)垂直回收并實(shí)際復(fù)用的案例。液氧甲烷目前更多體現(xiàn)的是“實(shí)驗(yàn)室邏輯”——技術(shù)原理先進(jìn),但工程閉環(huán)尚需要更多時(shí)間驗(yàn)證。工程上的“足夠好”加上商業(yè)上的“能交付”,勝過理論上的“最完美”。中國商業(yè)航天選擇液氧煤油路線,遵循的正是這一邏輯。
契合國家“占頻保軌”戰(zhàn)略,服務(wù)太空基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
當(dāng)前,我國商業(yè)航天正處于低軌衛(wèi)星規(guī)模化發(fā)射的攻堅(jiān)期,亟待填補(bǔ)“星多箭少”的運(yùn)力缺口。而決定星座建設(shè)效率的,除了火箭的可靠性、經(jīng)濟(jì)性,還有快速響應(yīng)能力。
作為專為低軌星座組網(wǎng)而生的大運(yùn)力可復(fù)用液體運(yùn)載火箭,天龍三號核心性能直接對標(biāo)國際主流的SpaceX獵鷹9號,近地軌道運(yùn)力可達(dá)22噸,此前已經(jīng)成功完成一子級海上全系統(tǒng)試車、一箭36星全流程驗(yàn)證,并具備顯著的成本優(yōu)勢。據(jù)了解,依托中國本土制造優(yōu)勢,天龍三號規(guī)模化量產(chǎn)實(shí)現(xiàn)后,不回收的發(fā)射成本已與獵鷹9處于同一水平,可重復(fù)技術(shù)將進(jìn)一步降低成本,可為國內(nèi)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模組網(wǎng)建設(shè)提供新的運(yùn)力選項(xiàng)。
伴隨天龍三號首飛準(zhǔn)備進(jìn)入最后沖刺階段,行業(yè)和公眾都懷著共同期盼,中國商業(yè)航天順利邁向“大運(yùn)力、低成本”的嶄新時(shí)代,盡快實(shí)現(xiàn)從“實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品”到“工業(yè)化收割機(jī)”的跨越。
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