中国火箭,打破“全球民营航天业的魔咒”!
太令人激动了,我国民营航天天兵科技的“天龙二号”火箭首飞成功,一举打破了“民营航天业的魔咒”,也就是:民营企业的液体火箭首飞必失败!
这个魔咒已经持续了将近20年,SpaceX和我国的蓝箭科技都没能逃脱这个魔咒。原因是民营企业技术薄弱,首枚液体火箭的技术团队没有经验,而且火箭系统又非常复杂,稍有不慎就会导致发射失败。
所以民营企业首飞失败是非常正常的事情,我们没必要看到1家公司首飞失败就觉得它不行,毕竟SpaceX飞了3次失败了3次,最后不也成功了!
当然了,天龙二号首飞就能成功,更能说明它的厉害,这点必须要夸一下。
天龙二号:可重复使用火箭,火箭发射也能白菜价
航天又分为国家队和民营企业,国家队的主要任务就是打破封锁以及科技创新,起到挑大梁的作用;而民营企业的目的只有一个:赚钱!
既然想赚钱,那就要尽可能的降低火箭的发射成本,这样才能提高利润率,天龙二号也在尽可能地减少发射成本,甚至想要让火箭发射也能白菜价。
可重复使用火箭
天龙二号是三级火箭,首飞的火箭:
一级使用的是3台,液发YF-102液氧煤油发动机,未来将替换成天火-11发动机。
二级使用的是天火-11发动机
三级使用的是天火-31空间发动机
其中天火-11发动机属于可重复使用的火箭发动机,复用次数大于50次,还具备涡轮燃气温度低、燃烧稳定性好以及无积碳等优势。
无积碳这一点非常关键,因为天火-11是一款液氧煤油发动机,液氧煤油发动机很难重复利用,就是因为煤油在富燃环境下会结焦积碳,难以重复利用。
SpaceX的梅林发动机虽然也是液氧煤油发动机,但是它是开式循环,虽然不会积碳,但大量还未完全燃烧的燃料排到外界,浪费燃料还影响推重比。
天火-11发动机是闭式循环发动机,采用的是富氧方式,而且使用的煤油是煤基煤油,也就是由煤炭加工而成,不仅具有来源广,价格低的优势,还不含硫,不结焦,更有利于重复使用。
天火-11发动机还可以实现50%-11%的推力调节,重复启动次数大于3次,可重复使用次数大于50次,等到后续型号的天龙二号火箭使用天火-11发动机之后,天龙二号火箭将实现实现芯一级多次回收使用。
这还将会带来一个好处,减少火箭残骸落区问题。火箭发射之后,芯一级的速度还没有达到第一宇宙速度,会沿着抛物线的轨迹落下来,每次火箭发射之后,工作人员都要提前计算好火箭上升段落区,如果落区内有人居住,还要提前疏散民众。
天龙二号芯一级可重复使用之后,就不用担心火箭落区问题了,民众也不用出门躲火箭了,符合我国未来高频次发射火箭的需求。
3D打印发动机
为了省钱,天火-11号80%以上组件由不锈钢或高温合金钢3D打印而成,是世界上少有的3D打印发动机。
3D打印的发动机好处就是结构更紧凑,组件数量减少了80%,制造周期缩短了70%-80%,但是最重要的就是省钱,相比于传统生产工艺而言,成本降低了40%-50%,发动机推重比达到了100以上。
3D打印用在航天领域已经不稀奇了,就在前几天,美国民营航天企业“相对论”就发射了世界上首枚3D打印火箭“人族一号”,结果发射失败了。
虽然人族一号发射失败了,但是3D打印用在航天领域是趋势,未来咱们会看到更多的火箭用到3D打印技术。
三平一垂发射
过去咱们听到火箭运输都是“三垂发射”,也就是:垂直组装,垂直测试,垂直转运。
这次天龙二号用的是“三平一垂”,水平对接,水平测试,水平运输,垂直发射,至于原因嘛,当然还是为了省钱!
垂直组装需要配套的厂房,天龙二号长达35米,虽然首飞的天龙二号长达32.8米,但也相当于10多层的高楼了,想要建设一个这样的厂房,投资巨大。
但是水平对接就不一样了,只要找到一个长达35米以上的厂房就可以了,难度小又省钱,是民营企业的不二选择。
不需要固定发射架
为了省钱,天龙二号还使用了无依托发射模式,我们知道,液体火箭想要发射基本上都需要固定的发射架,在发射架上进行燃料加注,发射架下还有导流槽,将火箭点火后产生的燃气流导向至外界,防止燃气回火或冲向地面设施,保证火箭与地面设施的安全。
天龙二号使用的不是固定发射架,而是车载机动发射,可以借助槽车自动化加注,发射车自带导流发射装置,可以在简易的水泥地上进行发射。
这种发射方式有什么好处呢?
首先是便宜,因为这样就不用建发射架了,不过这个不是最主要的,因为天兵科技目前也在寻找建设液氧煤油火箭的发射工位,因为后续的天龙三号需要。
其次是机动性,具备快速响应发射能力,这个才是最主要的。想想看,万一未来发生冲突,国外攻击我们的卫星,影响产品的性能或者导致该产品瘫痪,对我国的损失有多大。
具备快速响应发射,就意味着咱们能在短时间将卫星发射升空,这样就能确保产品的性能,保护我国的安全。
天龙三号:中国版“猎鹰九号”
这次发射成功的天龙二号还不是天兵科技的头牌,天龙三号才是,它也被视为中国版的“猎鹰九号”,是可重复使用的大型液体运载火箭。
天龙三号全长70米,起飞重量570吨,sso运载能力超过15吨,属于中大型运载火箭,子一级使用天火-12液氧煤油发动机,推力达110吨,并且可重复使用,大大降低了发射成本。
天龙三号最重要的是它直接对标SpaceX的猎鹰九号,具备“一箭60星”的群打能力,计划在2024年初首飞,2025年起具备每年12发的能力,满载情况下一年就可以发射720枚卫星,满足我国卫星互联黄“低成本,高可靠,高频次”的发射需求,以后我们不用再羡慕SpaceX抢占宝贵的频道资源了,因为它们将迎来天龙三号这个劲敌。