專訪藍箭CEO：2020年有望發射世界首枚液氧甲烷運載火箭

劃重點：

“天鵲”發動機是除了SpaceX的“猛禽”發動機和藍色起源的“BE-4”發動機之外，世界第三款大推力液氧甲烷發動機；固體火箭和液體火箭各有優劣，但液體火箭可以往大中型去做，發展潛力更大；液氧甲烷火箭的性能介於液氧煤油和液氫液氧之間，但經濟性更好，更具市場競爭力；藍箭航天計劃2020年發射“朱雀二號“，如果順利，屆時將成為世界首枚裝配液氧甲烷發動機的火箭。

騰訊科技 文/喬輝

5月17日，一則科技新聞《藍箭航天“天鵲”80噸液氧甲烷發動機全系統試車成功》刷屏。由於火箭是一門非常高冷的技術，裡面有很多專業術語普通人又比較難以理解，簡單的消息稿無法滿足大家的胃口。

鑒於此，近日我們對藍箭航天進行了專訪，深入了解了新聞事件背後的科學知識。

通過了解得知，“天鵲”發動機是世界上第三型大推力液氧甲烷發動機，是由藍箭航天自主研發的。

為什麽他們說這是世界第三型大推力液氧甲烷發動機呢？首先交代一下背景：此前，SpaceX公司研製成功了200噸推力的液氧甲烷發動機，名叫“猛禽”。準備用於未來的超重型獵鷹和星艦 飛船。除此之外，藍色起源公司也研發了一款液氧甲烷發動機，代號“BE-4”，理論推力為240噸，但據說試車並不順利，沒有達到設計的推力。

“天鵲”液氧甲烷發動機

據介紹，截至5月17日，天鵲發動機在一周時間內共進行了4次試車，最長試車時間為20秒，發動機起動關機平穩迅速，正常工作段參數穩定，發動機各項性能均達到了設計要求，下一步的工作是穩定量產。

此款發動機地面型發動機海平面推力67噸，真空推力76噸；真空型發動機真空推力80噸。因此，向下可以覆蓋單一發動機的小型火箭，向上可以覆蓋中型火箭、大型火箭，其商業價值大、研製難度適中，投入產出比高。

據悉，天鵲首台發動機試車結束後要返廠進行了分解檢查，以更準確的評估發動機的工作狀態，隨後將通過開展全程試車、長程試車、極限邊界條件試車、搖擺試車、變工況試車及可靠性鑒定試車等，發動機無故障累計試車時間要達到15000秒以上，使發動機可靠性指標滿足火箭總體要求。這次測試用的試車台推力規模在200噸級，向下一直到十幾噸的、幾十噸都兼容。藍箭航天CEO張昌武表示，該試車台可以開放給行業內的公司使用。

對於這次試車的意義，張昌武說：“目前我們在領域內是唯一一家具有這種液體火箭發動機全流程試車能力的，包括冷試和熱試環節的這樣一家企業，我們未來也會積極地向社會去輸出我們這種試驗能力”。在談及藍箭的研發投入時，他說：”我們的整個研發技術投入，在整個行業裡面可以佔70%”。

為什麽非要發展液體火箭？

我們知道，固體火箭發動機是燃料易於工業製成，同時便於存儲和運輸，基本沒有揮發性和借助空氣傳播的毒性，所以安全性比較好，而且壽命很長，能夠存儲十多年。為什麽作為商業航天公司非要發展液體火箭呢？

對於航天初創團隊來講，一般都採用固體火箭，例如藍箭航天的“朱雀一號”運載火箭等，這是因為，從技術上來講，固體火箭的研製周期比液體火箭要短，可靠性要好。但固體火箭有其局限性。

張昌武表示，固體火箭的直徑不能做的太大，一般不會超過3米，LEO載荷一般不會超過一噸，從經濟性和技術性上來講，都是一個臨界點。在一噸以下的發射市場，固體火箭是有優勢的。但在固體火箭發射市場領域，國內現有的一些型號是經濟和成熟的，具有很強的競爭優勢，例如長征11和快舟等。

固體火箭無法成長為中型運載火箭，而中型運載火箭在一箭多星、布局星座衛星方面具有絕對優勢。藍箭希望能夠通過研發液氧甲烷液體火箭填補中型運載火箭商業發射這塊空白。雖然長征系列中型運載火箭非常強大而穩定，但大部分都在執行國家任務，

另外，他表示，藍箭將不再研發新的固體型號火箭。

為什麽要研發液氧甲烷發動機火箭？

看到液氧甲烷發動機，大家常問的問題是：為什麽要研製這種燃料的發動機？這個問題在2018年底，張昌武先生在接受我們專訪時也做過完整解釋，他說“首先人類的航天史相對還比較短，一開始使用的是肼類有毒推進劑，然後是液氧煤油推進劑和液氫液氧推進劑。在過去，這幾種推進劑是能夠滿足和支撐人類航天需求的。目前，全世界都在追求環保，歐美對環保都有一些法制上的要求，有毒推進劑已經開始退出歷史舞台了，國內也將會是這樣。雖然液氧煤油推進劑也比較成熟，但在回收和降低成本上劣勢比較明顯。雖然液氫液氧是比衝最優的推進劑，但風險和難度也是最大的，民營企業沒有人選擇氫氧發動機。擺在面前的選擇就是液氧甲烷發動機。甲烷的性能居於煤油和氫氧之間，但經濟性上遠遠好於兩者。”

除了他說的情況外，液氧甲烷發動機還有一個優勢就是：相對於目前主流的液氧煤油發動機來講，更容易維護，可重複使用的潛力會更好。

目前，可重複使用火箭的成功案例就是SpaceX公司的獵鷹9火箭，獵鷹9的梅林發動機採用的是液氧煤油。未來，該公司的“猛禽”液氧甲烷發動機的可重複利用性會更好。藍箭也表示有發展可回收火箭的計劃，但將會是未來考慮的事情。

2020年將發射世界首枚液體甲烷火箭

張昌武向我們表示，藍箭將於2020年發射“朱雀二號”火箭。由於SpaceX和藍色起源尚沒有明確的發射甲烷火箭的時間表，因此，屆時“朱雀二號”將成為世界首枚液氧甲烷發動機驅動的運載火箭。

未來，天鵲發動機和朱雀二號將作為藍箭公司系列火箭的基礎模塊，通過重新組合甚至能夠成為大推力版本的火箭，屆時將具備覆蓋從中軌到高軌的發射能力。