突破亞軌道運(yùn)載火箭技術(shù)難關(guān),民營火箭星途探索首飛成功
2019年12月 25 日 16 時(shí) 50分,酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功組織了“探索一號(hào)·中國科技城之星”商業(yè)亞軌道運(yùn)載火箭首次飛行!疤剿饕惶(hào)·中國科技城之星”運(yùn)載火箭是北京星途探索科技有限公司自主研發(fā)的首型火箭。飛行中,火箭完成了全程機(jī)動(dòng)飛行、大動(dòng)壓整流罩拋罩分離等動(dòng)作。該型火箭可以廣泛應(yīng)用于超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)、導(dǎo)引頭、航天產(chǎn)品準(zhǔn)入考核等領(lǐng)域,也可為氣象探測(cè)、微重力試驗(yàn)、衛(wèi)星載荷試驗(yàn)等提供技術(shù)服務(wù)。
星途探索總工程師謝雪明介紹:“探索一號(hào)·中國科技城之星”最大載荷能力可以達(dá)到700kg,最高飛行速度可達(dá)10馬赫,在30Km到50Km高度機(jī)動(dòng)飛行,以最大的性價(jià)比,滿足當(dāng)前國內(nèi)90%以上亞軌道飛行驗(yàn)證市場(chǎng)需求!
克服分離干擾強(qiáng)的難題,搶占亞軌道空間
自從美蘇太空競賽開始,亞軌道飛行技術(shù)便成為各國關(guān)注的焦點(diǎn)。率先提出亞軌道飛行的美國,為了降低飛行風(fēng)險(xiǎn),并為載人軌道飛行積累經(jīng)驗(yàn)。目前,已有維珍銀河公司的太空船2號(hào)及多家私營公司正在進(jìn)行亞軌道載人飛行研究,而美國第一位航天員謝帕德實(shí)際在1961年所做的也是亞軌道飛行。
近些年,隨著國內(nèi)航天技術(shù)的進(jìn)步,國內(nèi)的民營火箭公司也開始瞄準(zhǔn)亞軌道空間。中國科學(xué)院院士、國內(nèi)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒理論研究創(chuàng)始人和開拓者莊逢辰曾表示:“亞軌道空間是極具開發(fā)價(jià)值的空間,目前這部分空間領(lǐng)域的開發(fā)尚處于起步階段。亞軌道空間開發(fā)應(yīng)用技術(shù),可廣泛應(yīng)用于通信保障、氣候預(yù)測(cè)、極端天氣干預(yù)、太空旅行等領(lǐng)域,深化亞軌道空間資源開發(fā)利用,可以更好的服務(wù)國家、服務(wù)科研、服務(wù)大眾。另外,探索一號(hào)亞軌道運(yùn)載火箭以商業(yè)化的方式運(yùn)作,符合新時(shí)代航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì),充分激發(fā)市場(chǎng)活力,功在助力提升我國航天產(chǎn)業(yè)的綜合競爭力!
基于對(duì)當(dāng)前行業(yè)現(xiàn)狀分析以及對(duì)未來應(yīng)用市場(chǎng)的判斷,星途探索制定了“以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向、成熟技術(shù)快速轉(zhuǎn)化應(yīng)用、小步快跑快速迭代”的發(fā)展策略。并且,選擇以亞軌道運(yùn)載火箭為先導(dǎo),小型固體運(yùn)載火箭研制為牽引,優(yōu)先突破多級(jí)火箭總體設(shè)計(jì)技術(shù)、電氣綜合集成技術(shù)和飛控優(yōu)化技術(shù),逐步掌握液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù),降低自主研制運(yùn)載火箭技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。
據(jù)了解,星途探索本次發(fā)射的“探索一號(hào)·中國科技城之星”采用了大動(dòng)壓條件下兩半拋罩方案,克服了分離干擾強(qiáng)、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)高等技術(shù)難題,是目前國內(nèi)民營火箭為亞軌道飛行提供的最佳解決方案。
躋身國內(nèi)商業(yè)運(yùn)載火箭第一序列,用更低成本形成持續(xù)服務(wù)能力
發(fā)射固體火箭證明商業(yè)化能力,液體火箭體現(xiàn)公司的持續(xù)服務(wù)能力。目前,國內(nèi)民營火箭公司共有8家左右民營的商業(yè)火箭公司,選擇固體燃料的公司占大多數(shù)。據(jù)悉,國內(nèi)第一家發(fā)射成功的商業(yè)火箭公司星際榮耀和本次發(fā)射成功的星途探索均采用了固體燃料。
不可否認(rèn),固體火箭具備成本低、安全性好、易于保存的特點(diǎn)。不過,國家隊(duì)的體運(yùn)載火箭產(chǎn)品較為成熟,無論是技術(shù)成熟度、制造成本均占據(jù)了獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí),液體火箭可以采用搭車形式一次性全部發(fā)射大大縮短了時(shí)間周期,并且一次發(fā)射可靠性高、降低了發(fā)射風(fēng)險(xiǎn)成本。因此,液體火箭的優(yōu)勢(shì)較為明顯。
液體火箭優(yōu)勢(shì)明顯,為何民營火箭公司卻紛紛先采用固體火箭?
不難理解,固體火箭技術(shù)較為成熟,民營航天首飛成功選擇固體火箭較為穩(wěn)妥。對(duì)于民營公司來說,首飛成功是對(duì)其技術(shù)實(shí)力的驗(yàn)證,并且能夠檢驗(yàn)該公司的商業(yè)化運(yùn)營能力。
帶載荷飛行,運(yùn)載火箭點(diǎn)火順利、飛行姿態(tài)平穩(wěn)、落點(diǎn)準(zhǔn)確,充分驗(yàn)證了星途探索團(tuán)隊(duì)的技術(shù)實(shí)力與發(fā)射經(jīng)驗(yàn)。星途探索CEO梁建軍告訴億歐科創(chuàng):“公司完成了從接受訂單、產(chǎn)品研發(fā)、試驗(yàn)報(bào)備到完成飛行的全過程,這是對(duì)公司全流程能力的最終展示和驗(yàn)證!
對(duì)于民營火箭公司來說,首發(fā)成功僅是萬里長城第一步。民營公司想長期穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)營,減低成本是每家民營公司必須要考慮的問題。而液體火箭在成本上有著不可撼動(dòng)的優(yōu)勢(shì),民營火箭公司也充分看到這一點(diǎn)。星際榮耀的JD-1發(fā)動(dòng)機(jī)將裝配在國內(nèi)首枚可重復(fù)使用液氧甲烷運(yùn)載火箭“雙曲線二號(hào)”上;星途探索正在研發(fā)70ton推力液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)裝配在小型液體運(yùn)載火箭。
商業(yè)航天主打低成本,填補(bǔ)市場(chǎng)需求缺口
自從航天產(chǎn)業(yè)被推向市場(chǎng),民間資本開始參與航天科研生產(chǎn),商業(yè)航天和衛(wèi)星商業(yè)化應(yīng)用不斷發(fā)展。以市場(chǎng)為導(dǎo)向的商業(yè)航天產(chǎn)業(yè),“低成本”是商業(yè)航天參與者難以逾越的鴻溝,更是在未來激烈的市場(chǎng)競爭中立于不敗之地的法寶。
商業(yè)航天的迅猛發(fā)展,不斷帶動(dòng)著中小衛(wèi)星的市場(chǎng)發(fā)展;鸺鳛楹教旎顒(dòng)的唯一運(yùn)輸工具,市場(chǎng)規(guī)模隨著衛(wèi)星需求的增長也在不斷擴(kuò)容。根據(jù)公開數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),全球航天領(lǐng)域共執(zhí)行114次發(fā)射任務(wù),其中中國發(fā)射次數(shù)為39次首次超過美國。截止2019年12月25日,中國已進(jìn)行33次火箭入軌發(fā)射,有望再次超越美國和俄羅斯登頂全球第一。
隨著航天領(lǐng)域軍民融合進(jìn)一步深化,民用市場(chǎng)需求不斷攀升,以通信、遙感、導(dǎo)航等領(lǐng)域表現(xiàn)最為熱烈。其中,地軌寬帶衛(wèi)星的市場(chǎng)規(guī)模最大。根據(jù)SIA的數(shù)據(jù),衛(wèi)星組網(wǎng)費(fèi)用占整個(gè)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值的7.5%左右,由此測(cè)算,預(yù)計(jì)低軌衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到約4000億元,我國亦將進(jìn)入低軌衛(wèi)星通信時(shí)代。
一般來說,地軌寬帶衛(wèi)星多為小型衛(wèi)星,而且需要通過星座組網(wǎng)才可實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。低軌化、小型衛(wèi)星、星座組網(wǎng)的需求推動(dòng)著火箭發(fā)射需求不斷攀升。在火箭供給方面,“國家隊(duì)”需要完成政府、軍方的發(fā)射任務(wù)。因此,民營火箭公司將會(huì)成為有效補(bǔ)充。
中國商業(yè)航天不斷發(fā)展,民營火箭公司將借商業(yè)航天發(fā)展與軍民融合之東風(fēng),成功填補(bǔ)中國中小型運(yùn)載火箭市場(chǎng)的空缺,并通過技術(shù)創(chuàng)新不斷降低發(fā)射成本,為中國商業(yè)航天事業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展貢獻(xiàn)應(yīng)有的力量。
作者:張繼文
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