今日上午,由藍箭航天空間科技股份有限公司,自主研製的朱雀二號遙二液氧甲烷運載火箭,在酒泉衛星發射中心發射升空,火箭進入預定軌道,試驗任務取得圓滿成功,朱雀二號也是全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭!
朱雀二號
上午9時許,朱雀二號遙二火箭從酒泉衛星發射中心點火升空,發射任務取得圓滿成功,火箭採用液氧甲烷作爲推進劑,呈兩級構型,箭體直徑爲3.35米,全箭高度爲49.5米,起飛重量爲219噸,起飛推力爲268噸。整流罩的最大直徑爲3.35米,全長爲8.237米。
朱雀二號火箭的一級採用了4臺天鵲80噸級液氧甲烷發動機並聯,而二級則由1臺天鵲80噸級液氧甲烷發動機和1臺天鵲10噸級遊動液氧甲烷發動機組合而成,這次飛行試驗是在朱雀二號首次飛行失敗後的復飛,它也成爲世界上首款成功將載荷送入預定軌道的液氧甲烷火箭!
朱雀二號(ZQ-2)是藍箭航天公司,自主研發的中型液體運載火箭系統,具備自主知識產權。該火箭採用的液氧和甲烷推進劑,具有環保、無毒和無污染等特點,符合國際新一代運載火箭技術的發展趨勢,並有未來發展爲可重複使用的運載火箭的潛力!
液氧甲烷
歷史上,液氧甲烷火箭發動機,可以追溯到上個世紀30年代,德國火箭先驅約翰內斯·溫克勒在1931年主持發射了人類第一枚液氧甲烷火箭,不過那個時代的液氧甲烷火箭與現代火箭相比有着很大的區別,燃料儲存於管內,唯一的發動機位於火箭的中央,因此沒有引起太大的轟動。
甲烷是天然氣的主要成分。儘管天然氣早在很久以前就被發現,但在20世紀的大部分時間裏並沒有受到足夠的能源市場重視。這主要是因爲天然氣的液化技術成熟較晚,工業化處理能力有限,使用成本較高,因此很難作爲航天燃料的廉價選擇。
隨着技術進步和需求變化,天然氣在能源交易中的佔比越來越大。從1970年到2021年,全球天然氣貿易量從僅有30億立方米增長到超過1萬億立方米。日本、歐盟等地區逐漸將天然氣作爲主要能源,天然氣的提煉、處理和儲存技術也更加成熟,促使甲烷的應用場景更加多樣化。
全球首枚
80年代,中國開始進行含甲烷火箭燃料發動機的研究工作,進行了甲烷和丙烷的熱傳導試驗和推力室點火試驗,並取得了初步的成果。許多航天動力研究單位積累了大量的研究成果和經驗,爲液氧甲烷發動機的發展奠定了堅實的基礎。
在推進劑性能方面,甲烷展現出作爲低溫燃料的優勢,得益於比熱容指標,其綜合冷卻能力是煤油的3倍以上,並且作爲含碳燃料,不易結焦積碳,這對於發動機實際使用效果來說更加“友好”。在發動機維護性方面,甲烷具有天然的優勢。
在火箭儲箱等結構設計方面,由於液氧和甲烷的沸點接近,選擇清潔燃料時,液氧甲烷火箭可以採用低溫推進劑共底儲箱,從而有效降低儲箱重量、縮短長度,提升火箭的運載能力,彌補了在組合密度上的劣勢。
在過去的幾年裏,中國的民營航天企業在液氧甲烷火箭及發動機的研發方面取得了顯著的進展。藍箭航天是其中進展最快的公司之一,他們研發的“天鵲-12”液氧甲烷發動機已經成爲國內首款投入使用的液氧甲烷發動機。
朱雀二號發射任務取得圓滿成功,成爲世界上首款成功將載荷送入預定軌道的液氧甲烷火箭,標誌着近年熱門的“液氧甲烷潮流”向着實用化邁出了堅實的第一步,也代表我國運載火箭在新型低成本液體推進劑應用方面取得突破!
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