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喷着蓝火,200吨甲烷火箭冲向太空!抢在星舰前,中国一举成功拿第一

发布时间:2023-07-19 11:20:45 所属栏目:动态 来源:
导读:国产首枚液氧/甲烷运载火箭-朱雀二号在酒泉卫星发射中心成功升空。整个火箭按照设定的程序完成了各项重大飞行任务,本次发射任务可以说是取得了圆满成功。

朱雀二号运载火箭由中国民营航天-蓝箭航天空间科技股份有
国产首枚液氧/甲烷运载火箭-朱雀二号在酒泉卫星发射中心成功升空。整个火箭按照设定的程序完成了各项重大飞行任务,本次发射任务可以说是取得了圆满成功。

朱雀二号运载火箭由中国民营航天-蓝箭航天空间科技股份有限公司自主研制,它是中国第一枚液氧/甲烷运载火箭,也是世界首枚入轨成功的液氧/甲烷运载火箭。

根据蓝箭公司提供的资料,朱雀二号运载火箭长度为49.5米,直径为3.35吨,起飞重量为219吨,运载能力为近地轨道为6吨,太阳同步轨道为4吨。火箭基本型也是此次发射型采用两级结构,第一级为4台并联天鹊12液氧/甲烷发动机,天鹊12发动机起飞推力为80吨,火箭起飞推力为268吨。第二级为一台天鹊12液氧/甲烷发动机和一台天鹊11游机,前者负责第二级飞行动力,后者用于火箭姿态控制及精确入轨。

朱雀二号作为人类在液氧/甲烷运载火箭领域的首次成功,而且还是民营企业的商业火箭,本应是值得全球航天圈庆祝的事,但部分美国人不这么想,究其原因就是这些人自恃甚高,并不愿意看到“全球第一枚入轨甲烷火箭”这顶桂冠被中国火箭拿下。分析到深处可以发现,成功推出中国的甲烷火箭意味着我们在可再利用火箭和商业化低价发射技术方面迈出关键性一步。

甲烷火箭会重新成为技术热点,主要原因就是液态甲烷可以作为液体燃料,在新一代的运载火箭可重复使用技术方面,可再生材料具备优异的性能。首先液态甲烷的粘性小,只有煤油的三分之一,因此燃烧速率高,燃烧性能好,有利于发动机稳定工作。还有就是液态甲烷比热高,结焦温度高,可以让冷却管路温度上限增加,能够带走更多的热量。液态甲烷作为燃料也不容易积碳,甲烷只有一个碳原子,不存在碳-碳分解问题,甲烷燃料之中含碳量只有煤油的16%,燃气发生器效率高,最高可以达到98%,而煤油不到80%,因此甲烷燃料不容易积碳。

火箭发动机要想实现重复利用,那就必须提高可靠性。按照国内外航天业界的看法,如果运载火箭第一级配备5台发动机,重复利用15次,任务可靠性为99%,那么每台发动机的可靠性指标要达到99.8%。这样就要求发动机在上一次工作之中受到的损伤降低到最小,这样才能在简单维护后,迅速投入到下一次任务之中。燃料不结焦和不积碳对于降低发动机工作损伤至关重要,这也是新世纪全球航天聚集甲烷火箭的主要原因之一。

甲烷燃料还有其他许多优点,比如它燃烧之后只生成水和二氧化碳,对于环境没有污染,无毒副作用。由于甲烷压缩使用天然气的安全性相对较好,气态下天然气水合物密度比空气天然气水合物小,因此更轻,即便发生渗露,也会迅速消散。

当然甲烷燃料也有自己的缺点,它的密度比重不如煤油,理论比冲又比不上液氢,因此很长一段时间人位更加倾向于用煤油或者液氢发动机及组合作为运载火箭的动力,这样可以得到最小的质量和最大的载荷。

新世纪航天活动急剧增多,要求降低航天发射成本和价格。因此核动力运载火箭发动机的可重复使用就应运而生成为目前的发展趋势,在这种情况下新一代的甲烷发动机优点相对来讲会显得更加突出。美国SPACE-X公司已经为星舰的超重型运载火箭配备甲烷发动机,不过星舰第一次发射以失败告终地,未能实现成为全球第一枚入轨甲烷火箭的目标。

朱雀二号运载火箭发射成功标志着国产甲烷火箭发动机技术已经成熟,未来我们还再研制推力更大的甲烷火箭发动机。有消息说国产超重型运载火箭第一级就有可能采用200吨级甲烷火箭发动机,不但可以提高火箭起飞推力,还会增加可重复使用能力,以降低发射成本和费用,为我们中国载人登月和深空探测工作提供更加强劲的动力。

(编辑:汽车网)

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