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  • 向大推力可回收火箭迈进一步,「蓝箭航天」完成80吨液氧甲烷发动
  • 发布时间:2018-09-30 20:50 | 作者:admin | 来源:未知 | 浏览:
  • 36氪获悉, 9月27日,民营火箭公司蓝箭航天自主研发的国内首台80吨液氧甲烷发动机天鹊(TQ-12)短喷管推力室在其湖州自主建设的试车台进行了20秒的短程点火试车并取得成功。

    此次点火试验是国内首个民营大推力液氧甲烷推力室试车,其任务是加快验证“天鹊”(TQ-12)推力室的核心技术,开启“天鹊”(TQ-12)发动机以及“朱雀二号”液体运载火箭进入大规模地面试验。

    2018年3月,“天鹊”(TQ-12)80吨液氧甲烷发动机推力室设计工作完成,9月1日短喷管推力室交付。该推力室是“天鹊”(TQ-12)发动机的推力室首批产品中的先行者,与全状态推力室相比,短喷管推力室不包含喷管延伸段,喷口面积比为4:1。

    主持该产品研发的蓝箭航天高级工程师袁宇表示,大量的试验是发动机研制成功的必要条件。液体火箭发动机集燃烧、传热、流体力学、结构力学、低温技术、测控技术等多种学科与技术于一体,仅仅依靠仿真计算无法满足发动机的研制,必须开展各种大量的试验,一台成熟稳定的发动机,累计试车时间要达到两万秒以上。在9月24日,已经进行了1.5秒的箱压点火试验和5秒的短程试验,9月26日进行了10秒短程试车,今天的试验是一次短喷管状态,60%工况的试车,目的是验证“天鹊”(TQ-12)发动机推力室四个方面的内容:即验证喷注器在低工况下的燃烧效率,探索喷注器的节流工作下限;验证推力室低工况下的燃烧稳定性,获得压力波动及相关的震动数据;验证再生冷却与气膜复合冷却方案的热防护性能,获得甲烷超临界换热性能数据;验证喷注器结构和材料新方案的可靠性;为后续产品的试验打基础。

    值得关注的是,本次短喷管推力室试车是在蓝箭航天自建的高压挤压试车台上进行的,这也是国内唯一的民营热试车台。主管试车台的高级测试系统工程师张昉告诉36氪,该热试车台高压挤压能力国内领先,气源压力高达35MPa,贮箱压力最高可达32MPa,单侧贮箱容积4m3,可以满足当前“天鹊”80吨级液氧甲烷发动机推力室低工况试车以及未来燃气发生器额定工况试车的需要。

    如36氪此前在《逐梦万亿太空市场:拆解中国版SpaceX们》一文中提到的,在中国有可能最终取得成功的火箭公司很可能具备以下几个特征的火箭公司:①要有明确运载能力的主力箭型;② 具备合理的降低成本技术路径;③ 发动机自研。

    其中,发展可重复使用运载火箭是降低成本的有效途径之一,自研液氧甲烷发动机成为普遍被认可的方案。国外,SpaceX、Blue Origin均选择了这一模式,希望通过回收火箭,维修再多次利用,分摊硬件成本。据SpaceX发布的数据,如果回收并低成本重复使用猎鹰-9的第一级,可降低发射成本30%,如果第一级和第二级都能回收并低成本使用,则可降低发射成本40%以上。

    当前一个被普遍接受的观点认为,自研液体火箭发动机是一个最佳方案。目前来看,液体火箭发动机主要有四种方案,即液氧煤油、液氧液氢、液氧甲烷、偏二甲肼/四氧化二氮。液氧甲烷因为燃烧低积碳、适合长时间飞行、相对高的比冲(高于液氧煤油,但低于液氧液氢)、燃料密度高、易储存、星际燃料充裕等因素,成为包括SpaceX、Blue Origin 、蓝箭、星际荣耀等多家公司重点考虑和选择的方案。

    现阶段,国内液氧甲烷火箭方向,第一梯队的蓝箭、星际荣耀两家公司关注度最高,两家公司均已做液氧甲烷发动机及火箭为重点。此外,第一梯队的零壹空间亦有表示将涉足液体火箭。此次蓝箭点火试验也是国内首个民营大推力液氧甲烷推力室试车。

    另外,从落地的角度看,今年三家公司的业务重心仍是固体火箭发射。根据公开信息,今年,零壹发射了最大飞行高度38公里的探空火箭“重庆两江之星”,星际荣耀已经发射飞行高度100km的亚轨道火箭双曲线一号S,蓝箭计划于2018年10月发射一枚入轨火箭“朱雀一号” ,星际荣耀计划于明年发射一枚入轨火箭。如36氪此前文章所说,今年10月蓝箭入轨火箭的发射成功与否,也将成为影响这条赛道格局的重要因素。

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