「靈動飛天」完成第一款火箭發動機方案設計

受軍民融合政策推進、小衛星市場快速發展影響，2017年中國民營商業航天賽道湧現出一批新創業公司。我們近期接觸的靈動飛天即是其中一家。

靈動飛天主要提供商業運載火箭動力系統、商業小衛星姿軌控系統，已於去年獲得來自東方富海、哈工大機器人集團天使輪融資。

商業火箭動力系統業務方面，目前已經完成第一款級固體火箭發動機的方案設計，未來希望將火箭動力系統通用化、模塊化和組合化，以快速低成本滿足商業市場不同載荷的普遍性需求。

商業小衛星姿軌控系統業務方面，近期將要組織1N級推力器的真空點火。

近期，靈動飛天的業務重點主要在動力系統方面。

靈動飛天的第一款產品為3級固體火箭發動機，希望能夠實現LEO軌道250公斤，SSO軌道150公斤運載能力。這款產品來自於客戶的定製需求，通過分析客，靈動飛天確定了三級發動機的設計，在充分借鑒了世界主流固體火箭發動機成功經驗後，確定了前後翼柱型裝藥結構、丁羥三組元推進劑、複合絕熱結構、深潛入+特型形面C/C組合噴管等技術實現方案。

官方表示，目前第一款火箭發動機產品已經完成了方案設計及評審。團隊表示，經過論證、計算分析及專家把關，該型發動機各項性能參數合理，可實現性好、研製生產成本預計大幅度降低，可以依照此方案開展研製工作，有望於明年上半年完成總裝總測及試車，之後交付客戶用於發射。

高可靠性是火箭客戶最為關注的要點，低成本則是競爭力的重要體現，這也是靈動飛天的產品策略。

為了保證高可靠性，團隊將高可靠性理念貫穿於整個設計過程，充分借鑒成熟產品的設計、研製方法，採用余量設計並選擇成熟工藝方案。同時，為了保證可實現，採用了相對成熟的工藝及材料，比如配方方面採用了三組元丁羥推進劑，這是市面上非常成熟的配方，材料方面一級發動機就採用了D406A鋼、二級三級發動機採用了T700碳纖維等成熟材料，同時在工藝上盡量選擇了澆鑄工藝、旋壓、焊接、熱處理等成熟工藝。

為了保證低成本，團隊從多個方面入手：一是鍵技術驗證工作論證透徹，避免反覆，減少不必要的浪費；二是避免工裝、模具等的中間過渡狀態，加快研製進度，節約研製經費；三是原材料採購、生產加工端擇優選取合格供方，降低採購成本；四是實行扁平化的管理，節約人力成本、時間成本。

從技術實現路徑來看，靈動飛天採用的多是相對成熟的技術。那未來與體制內的火箭相比，未來是否能夠保持競爭力？創始人吳剛認為，“首先相對成熟的技術指的是是經過充分驗證的技術，也是目前體制內的主流技術，公司和體制內完全是處於同一個水準上；其次，公司通過創新可實現低成本、高可靠、快速響應；再次，公司目前通過技術創新，正在探索一種新型的推進劑裝填方式，預計相較傳統的裝填方式，可用更低的成本和更短的時間達到同樣甚至跟優的性能體現。”

此外，當前，小衛星市場的快速發展，對火箭及其運載服務提出了新的需求。根據Spaceworks預測，從2017年至2023年，全球將發射近2400顆品質在1-50kg的微納衛星。而據NSR預測,2017年至2024年全球發射100kg以下微小衛星約2200顆。但在2017年全球的火箭發射僅為91次，中國火箭發射19次，其中絕大多數都是支持體制內任務。短期來看，民營公司若解決了發射場問題，仍有一定優勢。

除偏定製的第一款產品外，靈動飛天規劃於2018年年底設計完成一款直徑3000MM的第二代三級固體火箭發動機，設計實現SSO軌道運載能力1000kg；於2019-2020年度設計完成組合化三級固體火箭發動機動力系統，該系統將以第一代直徑1400MM發動機作為助推級，以第二代直徑3000MM發動機作為芯級，設計實現SS0運載能力1500KG。

長遠來看，靈動動力希望通過將火箭動力系統通用化、模塊化和組合化，以快速低成本滿足商業市場不同載荷的普遍性需求。

與市面上不少火箭領域的公司重在提供火箭運載服務不同，靈動飛天將業務重點放在固體火箭的動力系統。吳剛分析，“航天發展，動力先行，在目前中國民營航天所處的大背景下，民營企業掌握了動力系統科研、生產配套能力，就擁有了一定的競爭力；發動機相較火箭總體而言更容易，更快速實現產品化，且在商業化方面固體火箭發動機作為軍民兩用技術，擁有更廣泛的市場應用；同時，作為分系統，更容易實現技術迭代和改進，通過產品的具體體現，具有更好的商業化和市場化前景。”

除火箭動力系統外，靈動飛天還對外提供商業小衛星姿軌控系統解決方案，主要應用於清除星箭分離時衛星初始狀態偏差，運行時姿態的保持與調整以及軌道控制等；產品覆蓋多款單組元發動機、冷氣發動機等；近期將要組織1N級推力器的真空點火。

團隊表示，靈動飛天的衛星姿軌控推進系統性能指標與國有部門的處於同一水準，但最終產品化後成本可能低30-40%；下一代產品中將探索採用新的工藝方法，用於推力器某關鍵部組件的加工生產，可以節約研製周期，並進一步控制研製成本。

團隊之所以選擇兩條業務線同時並行，主要是因為衛星和火箭相輔相成，衛星牽引火箭，火箭支撐衛星，雖然二者單價相差很大（約10倍左右），但因為現在“一箭多星”衛星動力系統的需求量也很大。

現階段，靈動飛天已經組建了團隊。與市面上的火箭團隊多為技術出身不同，靈動飛天的創始團隊由軍貿市場從業經歷的高級管理人才組成。創始人吳剛碩士研究生畢業於西北工業大學，曾任校研究生會副主席，畢業後就職於軍貿公司保利科技，從事軍貿市場工作，具有重大軍貿項目的豐富市場經驗和客戶資源。核心成員Mr.Xiong，碩士研究生畢業於西北工業大學，曾任校研究生會主席。曾就職於國內著名的軍貿公司中國航空技術進出口有限公司，負責過多項重大軍貿項目，3年常駐海外市場經驗。

技術團隊方面，核心技術人員均來自於北京航空航天大學，哈爾濱工業大學，南京理工大學等工信部七所高校當中，均為主任設計師或主任研究師崗位職稱，研究員或高級工程師技術職稱，曾作為主要負責人，深度參與CZ11運載火箭動力系統以及快舟-1運載火箭動力系統研製和跟產工作。此外，團隊與西工大、北航等建立了科研協作關係和戰略夥伴關係，高級專家顧問團隊來自於航天科技集團、航天科工集團和兵器工業集團。