9 月 27 日,DT 君在现场见证了中国商业航天公司蓝箭航天自主研发的 80 吨液氧甲烷发动机天鹊 (TQ-12) 短喷管推力室热试车,
这为“天鹊”(TQ-12)发动机后续的全系统试车以及“朱雀二号”液体运载火箭的首飞也增添了一抹亮色,中国商业航天在坎坷的赛道上正加速向前。
图丨天鹊 (TQ-12) 短喷管推力室热试车(来源:蓝箭航天)
发展航天,动力先行
马斯克成就 SpaceX 的传奇之后,全球无数继起之追赶者。
但当包括 SpaceX 和蓝色起源都将精力瞄准了一种不同寻常的发动机——液氧甲烷发动机之后,竞争变得更加激烈。
液态甲烷具备成本低、较易贮存、无毒无污染、维护方便的特点。而作为低温推进剂的液态甲烷,其黏度低(为煤油的 1/3)、结焦和积碳现象少等优点明显。
和目前世界各国已经使用多年的煤油、液氢乃至被视作“毒物”的偏二甲肼/四氧化二氮相比较,
以蓝箭航天此次的短喷管推力室热试车为例,其使用民用甲烷的价格仅为每公斤 3 至~5 元,成本只有不到液氢的三十分之一。
如果单纯从应用层面来说,液态甲烷存在着密度较小、饱和蒸汽压高,致使密度比冲偏小且燃料泵的抗汽蚀性能不易保证等固有缺点。但对于按照商业化思路来经营的民营公司来说,最为重视的还是性价比,这个时候,甲烷的优势就体现出来了。
更重要的是,不易结焦的特性使得以液氧甲烷为燃料的发动机同样具有优秀的重复使用潜力,可以保证发动机具备几十次甚至上百次的使用次数,这对于亟待依靠大规模重复使用来降低发射成本的卫星公司来说可谓是莫大的喜讯。
目前,全球范围内最知名的液氧甲烷发动机厂商就是美国的“航天双子”——“钢铁侠”马斯克旗下的 SpaceX 和首富贝索斯执掌的蓝色起源。
鉴于液氧甲烷推进剂以上种种的优点,美俄等主要航天强国都不同程度地开发过该类型的发动机。
其中,BE-4 更是成功将 Aerojet Rocketdyne 的 AR-1 发动机击败,拿下了联合发射联盟(ULA)下一代火神(Vulcan)火箭的一级发动机的大单。
可以说,无论是 Raptor(猛禽)还是 BE-4 都绝对符合大型火箭发动机的标准,而且这两款发动机都已经进入到了地面测试和小批量生产阶段。
需要注意的是,该型短喷管推力室与“天鹊”(TQ-12)发动机最终的全状态推力室版本相比不包含喷管延伸段,喷口面积比为 4:1。
而将视线放回国内,蓝箭航天是目前在液氧甲烷发动机领域进展最快的民营航天公司。2018 年 3 月,“天鹊”(TQ-12)80 吨液氧甲烷发动机推力室设计工作完成,9 月 1 日短喷管推力室顺利交付,在 9 月 24 日,已经进行了 1.5 秒的箱压点火试验和 5 秒的短程试验,9 月 26 日进行了 10 秒短程试车。 上一页 1 2 3 4 下一页