中国复用火箭知多少?已有多家民营航天公司,在测试火箭回收技术

莎莉莎莉 美国NBA 2023-12-01 119 0

中国航天的进展可以用日新月异来形容,毫不夸张,为什么这样说呢?你看,前段时间星际荣耀的双曲线二号回收测试,咱没赶上,没想到这才过了几天,天兵科技又官宣了它的天龙三号,将在2024年6月首飞,这一回咱可得好好说说了火箭

天龙三号渲染图

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一、天兵科技和天龙三号究竟是什么来头火箭?

要知道,这俩可不是一般的火箭,而是我国在可回收的复用火箭领域获得的最新成就,而且它们还都是民营航天公司搞的,你以为咱小区门口的公司就只会抢占菜市场吗,其实还是有很多人在仰望星空的火箭。

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具体是这样的,11月8日,总部设在北京亦庄的民营航天公司天兵科技,宣布它的大型液体运载火箭将于2023年6月首飞火箭。而在官方公布的图片中,可以看到火箭的尾部和太空叉公司的猎鹰9一样,有折叠的着陆缓冲腿,那么这意味着它是一枚可回收的复用火箭。而此前在今年的4月2日,天兵科技的天龙二号运载火箭,曾胜利将卫星送入太阳同步轨道,实现我国民营航天企业首次液体火箭的发射入轨。

天龙二号

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说到这里,必须要强调一句,天兵科技的首次发射入轨,是特指液体火箭,因为此前我国民营航天发射的固体火箭,那可多了去了,比如星际荣耀的双曲线一号、星河动力的谷神星一号、蓝箭航天的朱雀二号,还有中科宇航的力箭一号,等等等等,都胜利进行过轨道级发射,而且绝大多数都是一箭多星,最多得做到一箭26星,据说马上就要一箭41星了火箭。特别要说的是谷神星一号,它已发射了10次,甚至包括海上发射,而到现在为止只失败过一次。

谷神星一号海上发射

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二、火箭我国民营商业航天知多少

所以别一说,就惊讶咱们中国竟然还有民营航天,那样显得太没见识了火箭。咱们的民营航天曾经有上百家,经过大浪淘沙,现在仅火箭公司就还有15家,分别为凌空天行、翎客航天、蓝箭航天、天兵科技、星途探索、零壹空间、星际荣耀、深蓝航天、中科宇航、灵动飞天、星河动力、星箭天航、东方空间、火箭派和华羿鸿达。

凌空天行的高超音速飞行器

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另外,我国还有民营卫星公司、民营火箭发动机公司,甚至还包括民营太空挖矿公司,对,你没听错,去太空挖矿的,比如说深圳的起源太空,而且人家这不是PPT,人家的太空挖矿机器人的技术验证航天器,和探矿用的太空望远镜,早在2021年就胜利发射了,小行星采矿不是梦火箭。

起源太空的NEO-01太空采矿技术验证卫星

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仰望一号探矿太空望远镜

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三、我国民营火箭比很多国家的举国之力都厉害火箭,可谓是一个公司抵一国

另外从技术水平来说,咱们的民营航天公司一个公司,就可以抵别人一个国家,比如蓝箭航天的朱雀二号,火箭尺寸和韩国的世界号差不多,一个是直径3.35米,高49.5米,起飞重量219吨,另一个是直径3.5米,高47.2米,发射重量200吨,但两者的运载能力差距可大了,韩国世界号300公里近地轨道载荷为2.6吨,600到800公里太阳同步轨道载荷只有1.5吨火箭。而朱雀二号200公里近地轨道载荷为4吨,500公里太阳同步轨道载荷为2吨,而且朱雀二号还是世界上第一枚胜利入轨的甲烷火箭,这一点超过星舰。

朱雀二号

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还有就是星河动力的谷神星一号,和印度小型卫星运载火箭差不多,500公里太阳同步轨道运载能力都是300千克,仅近地轨道运载能力比印度少了100多千克,但要知道,谷神星一号的发射质量,只有印度小型卫星运载火箭的1/4,妥妥地又是吊打火箭。

谷神星一号

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最后就是咱们要说的天龙三号了,超过日本新一代的运载火箭H-3,H-3即使用最大构型来比,长度和天龙三号差不多,不含载荷的起飞质量575吨,但地球同步转移轨道只有运力7.9吨,500公里太阳同步轨道运力刚刚超过4吨,而天龙三号直径3.8米,起飞质量590吨,近地轨道运力17吨,太阳同步轨道运力14吨,是日本的3倍多哦,说不定它还有月球轨道的运力火箭。

天龙三号

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实际上,天龙三号是对标太空叉的猎鹰9,咱别跟日本比,那简直太掉价了,据说它的芯一级,采用了7台天兵科技自研的天火-12液氧煤油发动机,变推力40%到110%火箭。这里咱多说一句哈,我国民营航天很多都是自研发动机的,要是可以和国家队统筹一下,估计还可以达到更高的高度。另外,天龙三号的小目标是可重复使用50次以上,现在猎鹰9的最高纪录是已重复使用了18次,马上就19次了,相信我们也能赶上去。

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四、我国正进行的复用火箭有多少火箭?

前面说我国现在还有15家民营火箭公司,很多都胜利进行了多次轨道级发射和一箭多星发射,至于进行亚轨道测试的,就更多了火箭。另外,做复用火箭的也很多,除了刚才说的天兵科技以外,现在知道的还有翎客航天、深蓝航天、中科宇航和星河动力。

其中翎客航天是我国最早进行可回收复用火箭探索的民营企业,尽管早期的RLV-T5有航天爱好者玩票的性质,用的也是液氧乙醇燃料,也就是酒精,但它的江湖地位还是在的,况且现在翎客航天还在搞RLV-T6和甲烷发动机,从网上曝光的消息来看,新火箭在去年5月就完成了首次全箭静态试车,估计很快又会给大家一个惊喜火箭。

翎客航天RLV-T6

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至于前段时间测试的星际荣耀双曲线二号,应该是现在国内民营航天里搞火箭回收技术最高的,从几天前的测试画面来看,最让人震撼的,就是测试现场它就在厂房附近,旁边还有大卡车,也没净空,直接就发射了,这不是乱来,而是证明了团队特别自信,火箭显然已经过了千锤百炼火箭。而且还有未经证实的消息说,双曲线二号的飞控竟然是一个人编写的,要是是真的话,那可太牛了

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而且测试用的也是星际荣耀自己的焦点一号甲烷机,第一次飞行高度尽管只有178.42米,但落点相当精准,误差只有1.68米,甚至悬停底下时还能调整了几秒钟位置,可以看到飞控在微调发动机喷口朝向,可谓进步神速,估计很快就可以突破1公里的高度了火箭。

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不过也有人说,双曲线二号着陆时的悬停,还不够丝滑,你看人家太空叉公司猎鹰系列的降落,都是一气呵成的,可我感觉吧,着陆最后一刻悬停检查一下,不是更保险吗?其实,这不是什么问题,双曲线二号这回毕竟是第一次回收测试,自然是要先求稳,后来再更新优化算法,就可以像太空叉那样直接降落,主打的就是一个丝滑火箭。

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而除了星际荣耀以外,以前深蓝航天的星云M1甚至飞到了1公里的高度,还同时实现了横向移动,最后降落在离靶心不足0.5米的位置,首次完成了国内液体火箭的公里级垂直起飞和回收试验火箭。不过可惜星云M1的算法比较粗糙,最后降落时不太稳。

星云M1

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另外还有中科宇航的中科五号,今年4月时,就进行了海上回收测试,飞行约10分钟,最后胜利降落在一艘拖船艉部甲板上,验证了有海面杂波环境影响下的通信,和相对测量技术火箭。

中科五号

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说到中科宇航的中科五号,它很有意思,它的放大完整版其实是中科六号,这是一型类似蓝色起源的亚轨道火箭和飞船,准备在国内搞亚轨道太空旅游的业务,但降落用的捕捉臂和回收塔,又类似于太空叉的星舰,可谓是一个“缝合怪”,还将贝索斯和马斯克两个冤家对头,是缝合到一起了火箭。

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尽管缝合,但它传达出来的意思特别明显,国内也要搞太空旅游了,而且现在国内还不止一家在搞这个项目,除了中科宇航以外,还有一家叫紫微科技的,它的飞船叫梁溪号,据说是今年先做可返回的商业货船,再进行载人飞行,看来以后去太空旅个游、结个婚,甚至请女神去太空吃个烛光晚餐,再订个天景房,都不是梦火箭。

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中科宇航的亚轨道飞船

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梁溪号

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紫微科技的飞船模型

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咱们继续说复用火箭,其实现在已能看到接近成品的,除了天兵科技的天龙三号以外,今年5月份,星河动力的智神星一号也在安徽池州总装下线了,估计明年下半年开始测试火箭。星河动力的谷神星一号特别牛,智神星一号自然也被赋予了很高的期望,据说它的“苍穹”液氧煤油发动机,也是星河动力自行研制的,深度变推能力达40%到105%,也有说法称它可以将推力深度节流至20%,还有多次点火减速、动力和控制冗余、在线轨迹计划等技术,可实现50次左右的子级自主着落回收和复用。

智神星一号

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掰手指头数下,从翎客航天的RLV-T5,到深蓝航天的星云M1,再到中科宇航的中科五号、星河动力的智神星一号,星际荣耀的双曲线二号,和现在天兵科技的天龙三号,还不算国家队,仅仅民营和商业航天,国内就已最少有6个复用火箭项目了,看来有些人鼓吹的所谓工业明珠,又要被打瞎一颗了火箭。

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前途是光明的,不过饭要一口一口地吃,路要一步一步的走,现在总体来看,我国复用火箭项目,正追赶2012年太空叉“蚱蜢”的水平,和已成熟化市场化的猎鹰系列还有一些距离火箭。比如前面说的无论是谷神星一号,还是天龙三号,明年准备首飞的都只是一次性的火箭,复用版本还得继续往后靠。

SpaceX的蚱蜢火箭

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另外,火箭的回收和复用还有很多关键技术,比如着陆缓冲和捕捉技术、推力调节技术、垂直着陆制导和控制技术、火箭残骸落区和控制技术、伞降、绳降或是塔降回收技术等等,我国都已在测试了,但和实用还有很长一段距离,需要攻克的难关还有很多火箭。特别是马斯克曾经说过,火箭回收的一大难点,在于火箭返回时,如何让发动机在超音速状态下重新点火,这个我们现在似乎还没实测。

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至于国家队,曾经有孔雀号飞行器,也有长征6X、长征8R等复用火箭型号的计划,其中长征8R计划采用的还是整体回收技术,但最近已没太多宣传了,外界推测可能是现在国家集中精力突破新一代运载火箭,比如长征九号、长征十号,主打登月和深空探测,复用火箭反不是现在最急需的,比如长征九号和长征十号的复用型号,也都是排在一次性火箭的后面火箭。

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最后,小编个人感觉复用火箭这种高度商业化、极度注重成本的产品,让民营航天公司去搞更为合适,国家队的政策是对的,不过在必要时,国家队也可以支持下民营小队,比如说发动机,而民营小队也可以参和国家项目,比如我们空间站的运载火箭,就已有民营航天公司入选了备选方案,这是特别警报的消息,相信将来的中国航天,会进展得更好火箭。

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