【文/观察家专栏作家Rhyolite】12月3日，朱雀三号大型两级可重复使用液氧甲烷运载火箭在酒泉卫星发射中心LC-96B发射站发射升空。北京时间12:00，火箭点火并升空。它经历了一次、二次分离、回避分离、二次点火，最终成功将模拟有效载荷送入预定轨道。火箭第一级在甘肃省武威市民勤县附近的一处填海造地尝试着陆。它成功完成了格栅舵展开、启动和关闭再入点火，并继续着陆和点火。然而，着陆点火启动后约3秒发动机出现故障，导致尾舱起火，导致火箭距离场地中心67.2米，未能实现一级回收。 朱雀3号由朱雀2号飞往朱雀3号。蓝色成立于2015年艾睿宇航以国家战略为导向，以市场需求为导向。致力于开发一系列以液氧甲烷为推进剂的中大型运载火箭，为全球市场提供高效、高可靠的发射服务。蓝箭航天朱雀二号液氧甲烷运载火箭项目于2017年9月立项；该计划研制阶段于2018年12月启动。朱雀二号运载火箭采用液氧甲烷作为推进剂，采用两级构型。火箭体直径3.35米，火箭总高度49.5米，起飞重量219吨，起飞推力268吨。整流罩最大直径为3.35米，总长度为8.237米。火箭第一级采用四台天鹊十二号80吨液氧甲烷发动机并联，第二级采用一台天雀十二号80吨液氧甲烷发动机组合发动机和一台天雀11 10吨游泳液氧甲烷发动机。 2023年7月12日，朱雀二号遥二号火箭在酒泉卫星发射中心执行复飞任务。火箭工作正常，顺利完成预定飞行计划，并将模拟有效载荷送入轨道。首飞成功后，朱雀二号火箭成为世界上首个成功入轨的液氧甲烷火箭。蓝箭航天成为全球第九家、中国第四家将火箭送入轨道的民营企业，标志着中国运载火箭应用新型低成本液体推进剂取得突破。朱雀二号遥二号火箭成功入轨五个月后，朱雀二号遥三号火箭于2023年12月9日在酒泉卫星发射中心成功发射，将鸿鹄卫星、天一三十三号卫星和鸿鹄二号卫星送入460公里太阳同步轨道。这枚火箭成功了蓝箭航天成功完成单火箭多星商业发射任务，标志着蓝箭航天商业运营能力稳步推进。朱雀二号“一箭三星”商业发射任务的圆满结束，作为全球首次液氧甲烷运载火箭的成功发射正在进行中，进一步证明了该技术的成熟度和稳定性，其可靠性已满足商业发射交付要求。蓝箭航天成为国内首家连续成功发射中大型液体运载火箭的民用和商业航天企业，引领国内主流液体火箭大规模商业发射新阶段的开启。至此，蓝箭航天作为国内唯一一家依靠自主研发的液氧甲烷发动机实现火箭连续发射入轨的企业，充分证明了整体和分项的精准性和协调性。——朱雀二号三试箭系统方案，为后续火箭及发动机产品的设计改进和可靠性提升积累了飞行样本和良好的基础数据，为朱雀三号可重复使用液氧甲烷运载火箭的产品研制和产品研制奠定了坚实的基础。蓝箭航天在朱雀二号火箭、VTVL-1火箭和改进型朱雀二号火箭的研制和发射方面积累了技术后，又推出了朱雀三号可重复使用液氧运载火箭。火箭本体直径4.5米，整流罩直径5.2米，火箭总长76.6米，起飞质量约660吨，起飞推力约900吨，低轨运载能力达到21.3吨。火箭全身装有四组可伸缩栅格舵作为气动控制面，用于姿态调节和控制火箭。e 第一级气动减速段着陆点；尾部安装着陆腿，实现一级回收时的垂直着陆。进入2024年之后，朱雀三号所使用的天雀12B发动机的研制似乎遇到了一些问题。从2023年底开始，蓝箭航天计划使用朱雀二号E火箭中的发动机，将推力提升至80吨，为朱雀三号运载火箭首飞提供动力，用“缩小版”的朱雀三号运载火箭执行首飞任务。 “缩小版”的朱雀三号起飞质量为570吨，一次性近地轨道发射运载能力为11.8吨，回收能力指标为8吨。 朱雀三号遥一火箭的尾部。朱雀三号是中国第一艘不锈钢运载火箭。其罐体结构采用高强度不锈钢制成。其材料选用、结构形式、焊接工艺及制造设备nt都是国内原装的。不锈钢火箭体结构可以显着降低火箭的制造成本，缩短生产周期。其耐高温性能在多次火箭返回和重复使用中具有明显优势。此外，基于液氧甲烷成本低廉、甲烷不积碳、易于维护、全生命周期监测等特点，朱雀三号火箭第一级发动机理论上可以在火箭回收后进行不落箭的测试。加油后可再次飞行，实现真正的飞行作业，发射成本比一次性火箭可降低80-90%。 朱雀三号发射升空。虽然朱雀三号的首飞成功证明了该火箭具备将有效载荷送入地球轨道的能力，但该型火箭的首飞能力实际上低于预期。除了非常保守的第一由于飞行本身和着陆区域的严格限制，火箭本身仍然存在一系列问题，其中最明显的就是重量过重。虽然这是国内首次使用不锈钢建造火箭储箱，具体性能验证尚未确认，但蓝箭并不是唯一一个存在不锈钢储箱重量超标问题的企业。 Starship Next Door 对于不锈钢低温强化至 1300-1400MPA 仍然不够。它的V2版本的容量只有35吨（半人马座的液氮冷强化工艺可以将不锈钢的强度提高到2200MPaa，但非常昂贵，而且对温度变化非常敏感，可能不适合可用的火箭）。蓝箭在缩小版的朱雀3中更换了部分铝合金结构来缓解这个问题，并且会继续改变棕褐色的设计k 减少质量。但我们尚不确定何时能达到计划的产能水平。作为可回收火箭，要想再次使用火箭，必须先“坠落”。这意味着火箭第一级要完成姿态调整、再入点火、分离后着陆等各个阶段。这对现有火箭的设计水平提出了非常高的要求。首先，其搭载的发动机必须具备多次启动的能力，并且在再入过程中必须稳定可靠地启动。例如，在美国猎鹰 9 号火箭的典型重复利用任务中。太空探索技术公司（SpaceX），第一级关闭分离，先调整姿态，然后在110公里以下高空扫视无动力，重新进入大气层，在70公里高度进行再入点火（Reb）。如果火箭第一级需要返回现场进行回收，则需要第一级分离后还需要进行称为“返回发射场点火”（BBB）的ck点火掉头。运载火箭重复使用的最大困难是一级岩石返回飞行过程中的推进剂管理等。发射发动机油箱中始终存在由推进剂组成的液体成分和用于加压的气体成分（气垫）。位于水箱底部的发动机进气管需要确保只有液体流动。如果混入气体（夹带空气），就会导致发动机高速旋转的涡轮泵损坏。因此，需要确保发动机进气道不夹带空气，这就需要进行推进剂管理。在可用的任务中，火箭从第一阶段关闭到第二阶段启动通常会在微重力下飞行，推进剂将完全“自我释放”并漂浮在推进剂箱中。如果直接忽略发动机，空气夹带会不可避免地会发生，可能会导致罐内推进剂异常燃烧，引起爆炸。以蓝色起源新型格伦火箭的首飞为例。它采用了三台发动机同时点火的策略。但由于进气压力不足，发动机进入一种特殊的气液平衡状态。泵内充满了气液混合物，导致发动机无法可靠点火。最终，火箭第一级因被动压力而被撕裂。在第二次飞行中，蓝源加大了加压输送装置提供的入口压力，让三台发动机能够正常点火，支撑新格伦火箭顺利到达飞船回收点。 朱雀三号的第一级在着陆点坠毁。保守地说，这些问题需要在火箭的一级推进剂箱中安装一个装置，以确保有足够的推进剂流经发动机。在二次点火之前进行正常点火。由不锈钢网和隔板组成的液体表面张力存储结构通常安装在较小的上级中，以抑制推进剂晃动。这种设计被称为“完全管理的坦克”。但由于火箭第一级的体积非常大。如果在其中安装各种表面张力金属存储/隔断结构，其质量成本是不可想象的。因此，可以通过设置合适的小装置（猎鹰9号的第一级甚至没有管理装置）来确保发动机进气道中保留一定量的推进剂，以达到“四冲程”或“二冲程”的效果。同时，在主机未扇动之前，利用发动机控制装置衰减到一定程度，以保证推进剂沉底。蓝箭航天在朱雀三号第一级采用冷氮姿态控制，分为o 两个态度控制组 A/B。每个姿态控制组包括8个切向安装的姿态控制推进器和两个倾斜下沉的推进器，以提供主要的桨距控制。级间部分的 12 个气缸中装有冷氮气。 朱雀三号遥一火箭在静态点火时着陆和点火的问题则截然不同。在重新点火之前，火箭通常会飞出大气层，进入高空大气层非常稀薄的区域。它基本上处于微重力环境中。因此，对于可靠的推进剂浸入以进行重新点火有特殊要求。最终着陆前，火箭从大约5马赫降低到小于1的亚音速段。着陆前，火箭在环境中处于一个不是很大但仍然很大的负加速度（约-0.4g），即利用气动阻力衰减来实现推进剂下沉到底部。然而，自从拉火箭弹现阶段必须通过栅格舵调整姿态，且油箱内只有少量推进剂，火箭振动时更容易产生晃动和飞溅，导致空气进入发动机进气道，导致发动机损坏和崩溃。尽管可用计算流体动力学可以部分充分模拟可用火箭飞行的低水平推进剂管理，但所需的计算量巨大且可能不够准确，而且落塔测试成本高昂且时间短，因此实际测试的使用仍然很重要。蓝箭此前也进行了大量模拟测试，但具体细节仍需通过飞行验证。此外，重复使用火箭还面临许多挑战，包括火箭再入和点火过程中的热防护问题。猎鹰9号最初使用的柔性防火织物在重返过程中被空气动力压力撕裂，导致高温高温气流流入尾舱并导致故障。后来改为硬分区。朱雀3目前似乎使用基于柔性材料的高密度辣椒。这种材料是否能够在重返大气层后幸存下来，可能需要通过训练来证明。还有一个凸优化控制算法的通病。与嫦娥三号或蓝色起源的悬停着陆相比，猎鹰九号采用了直接一次性着陆方案。当发动机关闭时，火箭只需接触地面即可完成着陆。它可以节省大量燃油，并且不需要发动机具有深度节流能力，但难以控制。朱雀三号还采用凸优化算法引导火箭精确着陆。它的再入启动了五台发动机并完成了再入点火过程。着陆点火先启动五台发动机，11秒后关闭外侧四台发动机，最后靠中心发动机到达。充足的运载能力是火箭重复利用从“能用”到“好用”的关键一环。猎鹰9号的成功之处在于它无法回收，但星都每次飞行都可以携带18.2吨的货物进入近地轨道，同时还能回收第一级。单次飞行的边际成本仅为1500万美元。高承载能力带来的单位成本低，具有较强的竞争力。因此，如果我们想要我们可用的火箭足够有效，它就必须有足够的运载能力。提高承载能力无非就是增大推力、增大比冲、减轻重量。相对于电力系统的主要工作前两者，我们主要讨论后者。得益于超轻的2195铝锂合金罐和极其简化的结构，猎鹰9号实现了第一级20、第二级29的干质量比。它也o 通过气体发生器循环中的超高比冲发动机实现非常高的运输能力。朱雀3号采用激光蒙皮工艺的301不锈钢罐体，代替传统铝合金罐体的铣削墙板+搅拌摩擦焊。这有效地降低了成本，同时也提高了质量。因此，像朱雀3这样的不锈钢火箭，采用了以前国内火箭中几乎没有出现过的设计，而国外使用的相对较新的火箭，比如新格伦火箭上的超强助推器。 朱雀三号一级火箭转场众所周知，对于可以使用的传统火箭来说，肯定是期望尽可能降低转速，以减轻控制系统的压力。因此，对于第一级火箭，较重的氧化剂通常放置在更高且更靠近火箭质心的位置，以减少旋转。对于大多数传统火箭来说都是如此。但说到不锈钢像超重型助推器和朱雀三号这样的火箭，情况发生了变化：这两种火箭都将较重的液氧放在底部，将较轻的甲烷放在顶部。原因也很简单：放置在顶部的较重氧化剂的过载会通过油箱将推力传送到发动机的机架上，而氧化剂比汽油重，因此油箱必须添加大量的额外质量来抵抗液氧的惯性力。将液氧置于下部，可以使液氧的惯性力通过罐底部直接传递至发动机，从而减轻质量。但代价是力臂加长，控制变得更加困难。朱雀3号的燃料箱全部是薄壁光管，而氧化剂箱则是内部加固的储罐（照片中可以看到临时焊接的痕迹），类似于V1版的超重星系统。今天的不锈钢水箱或多或少都是轻量化的，应该利用一些设计细节来尽可能减轻重量。此外，中国航空工业集团公司成都飞机设计院研制的昊龙一号货运航天飞机也将搭载朱雀三号火箭发射升空。昊龙一号货运航天飞机是中国航空工业成都研究院自主设计研发的有翼商用航天器，旨在进一步降低中国空间站货物运输成本。它用于在空间站执行低成本的货物运输任务。执行中国空间站货运任务要求朱雀三号至少重7吨，第二级偏航约10度。这也对该型火箭的实际运输能力提出了更高的要求（可能是8吨一级回收能力指标）。预计2027年发射100吨强大的天阙十二号B发动机研制成功。蓝箭还将利用天雀一十二B和天雀一十五B配备130面积比的大型铌钨合金喷管，实现运载能力超过20吨的朱雀三号的完整飞行，并用其支持各种卫星卫星任务。蓝箭航天相关基建在酒泉卫星发射中心为朱雀三号新建了LC-96B发射站。与猎鹰九号采用的三层方案不同，朱雀三号运载火箭采用了第一级水平转移、第二级垂直吊装和装载的方案，并建造了带有顶部起重机的发射塔。在回收方面，虽然重复使用火箭的关闭速度看起来不是很高，但回收硝基的射程仍然可以达到数百公里。对于像星链猎鹰9号发射这样的典型低轨重载任务，关闭速度约为2270米/秒，射程约为630米/秒。公里。新格伦火箭发射Escapade双星时，关闭速度约为2000米/秒，射程为598公里。至于设计类似的朱雀三号，第一级火箭的关闭速度和射程也相似。那么你会遇到一些问题：首先，陆地回收的登陆地点不能像海上船舶回收一样随时改变停放位置。由于朱雀三号致力于中国空间站低成本货运任务（倾角41.6度）、卫星互联网二期工程（倾角50度）和“千帆”低轨宽带智能星座任务（倾角89度），如果不引入偏航机动，至少有两个着陆点要解决，解决燃点要解决的痛点想要解决烧录的人 想要解决烧录的人 想要解决烧录的人ng 网站想要解决烧录 网站想要解决烧录 那些网站想要解决满足问题的事情。其次，距离酒泉600公里，倾角41.6-50度，恰好是宁夏—吴忠人口密集区。不过，得益于不锈钢罐体优异的耐热性能，或许合理的着陆地点应该是宁夏与陕西交界处附近。火箭穿过吴忠市人口密集区后着陆。然而，在2024年6月30日令人震惊的测试事故之后，新的要求可能不允许火箭穿越大量人口稠密地区以确保安全，这将不得不调整着陆地点的范围。到2025年6月，蓝箭航天正式选定甘肃省武威民勤县东南部的一片沙漠建设朱雀三号回收站，距离苏武镇38公里。回收地点距灾区仅390公里e 发射场。如果不改变级间比，第一级将需要额外的点火制动或必须采取陡峭的轨迹，这可能导致过多的再入热流并需要更长的再入点火时间。虽然蓝箭在朱雀三号上增加了侧翼，以增强滑翔能力，减缓过度转向，提高可控滑翔能力，但效果仍然存在。事实上，根据计时，朱雀三号火箭首飞动力级第一级仅需129至134秒，低于猎鹰9号的155+秒，而且弹道更陡，最高点超过130公里（猎鹰9号仅为105公里）。第一级的有限射程阻止了火箭充分发挥其性能，可能导致运载能力达不到最佳水平。即使真的减少了第一层，增加了第二层，也会导致整体表现出现偏差这是非常大的。第二级会拖累高任务速度的性能并增加第二级成本。不过，蓝箭表示，未来仍将使用民勤回收场，是否会做出一些改造选择还有待观察。 蓝箭民勤着陆点 无论如何，这次飞行的成功超出了一些人的预期。火箭在再入火力中幸存下来并尝试着陆火力。第二级通过两次点火进入预定轨道。总体而言，这是中国火箭再利用的里程碑事件。蓝箭计划近期进行第二次飞行测试，让我们看看它是否能够返回。不过，在朱雀三号遥二号任务之前，不远处的另一枚火箭也将再次进行尝试。 本文为观察者网独家稿件。文章内容纯属作者个人观点，不代表平台观点。它可能无法复制未经许可，否则将追究法律责任。关注微信观察者网，每天阅读有趣文章。 特别声明：以上内容（如有则包括照片或视频）由自媒体平台“网易号”用户上传发布。本平台仅提供信息存储服务。 注：以上内容（包括图片和视频，如有）由网易HAO用户上传发布，网易HAO为社交媒体平台，仅提供信息存储服务。