追寻星辰大海，低成本的交通工具是大前提。液氧甲烷这种推进剂组合，成本低廉、性能优秀、方便维护，世界各国都将液氧甲烷发动机视为未来火箭的发展方向。

　　被大名鼎鼎的SpaceX公司寄予厚望的“星舰”，就装载了33台“猛禽”液氧甲烷发动机，但试飞期间凌空爆炸。

　　而“朱雀二号”后来居上，成功遨游苍穹，不仅是中国航天事业迈出的一大步，也是人类拥抱更辽阔时空的坚实一步。

朱雀二号遥二液氧甲烷运载火箭。企业/供图

转运现场。企业/供图

　　创新的力量

　　关键产品完全自制关键过程完全可控

　　连一颗螺母都是“中国制造”！蓝箭航天自主研发的朱雀二号遥二运载火箭成功发射入轨。在这场全球商业火箭发射市场的技术变革中，蓝箭航天靠自主创新勇闯荆棘，蹚出了一条“关键产品完全自制、关键过程完全可控”的全链条产业布局之路。

　　如何迈稳走好中国航天路？“自主创新！”这是蓝箭人给出的答案，“只有掌握具有自主知识产权的先进技术，才能在激烈的市场竞争中行稳致远，才能为中国航天添砖加瓦。”

　　“在此之前，世界上还没有一支液氧甲烷运载火箭成功发射。而我们选择新型液氧甲烷作为推进剂，就决定了我们的动力系统必须具备独立自主的技术！”朱雀二号是全球第一支采用液氧甲烷作为推进剂成功发射入轨的运载火箭，从立项、研制到发射，这个“第一”背后，还有蓝箭航天的许多“首创”技术，蓝箭航天相关负责人一一细数：国内首创低温液体火箭发动机转级控制技术、国内首创液体火箭发动机大型喷管激光焊接技术、国内首创液体运载火箭甲烷自生增压技术、国内首次采用发动机变推力工况控制系统半实物仿真技术、国内液体火箭发动机首次应用高精度高压低温调节器及低温弹簧蓄能动密封技术、国内首次采用大推力双低温液体火箭发动机泵后摇摆技术……

　　一项项自主研发新技术实现了关键产品完全自制，那关键过程如何实现完全可控？打通国内供应链，这是必经途径。而要打通一个怎样的国内供应链才能“低成本、批量化、航班化”商业发射，真正实现“让造火箭像造汽车”一般？“那就‘从工业市场中找答案’，引入‘民间’产品，真正地让火箭从‘奢侈品’变为‘工业品’。”蓝箭航天工程师说，实际上，采用甲烷这个价格低、性能优的民用燃料作为火箭燃料就是我们使用“民间”产品中的一个。

　　如今，蓝箭航天已经在国内建立起了一个稳定持续、自主可控的商业化供应网络，供应商总数超过350家。蓝箭航天还通过创新思维、创新工程技术、创新质量管理手段，融合汽车、高端装备、智能制造等先进技术，降低对原有航天工业体系的依赖度，进行全产业链创新。

　　蓝箭航天相关负责人表示：“目前，蓝箭航天具有自主知识产权的火箭发动机已经实现100%社会化供应，火箭箭体和航电系统中工业品、货架产品、自研品的替代比率也在逐渐增加。这不仅有利于减低成本，更重要的是保障了批量化造火箭的供应安全，降低了被‘卡脖子’的风险。”

　　实践的力量

　　“驯服”液氧甲烷连闯四道关

　　“成立以来，我们一直在液氧甲烷运载火箭研制、技术‘无人区’不断探索，今天，终于交上一份满意的‘蓝箭答卷’。”7月12日，随着朱雀二号遥二运载火箭成功发射，蓝箭航天工程师不禁感叹。

　　2017年面临火箭推进剂的选择，几番对比之下，蓝箭航天放弃了火箭推进剂领域的“老熟人”（液氧/航天煤油、液氧/液氢等），做出了一个大胆而又理性的选择——液氧甲烷。彼时，世界上还没有任何一家企业成功发射过以液氧甲烷为推进剂的运载火箭。

　　液氧甲烷这个推进剂界的“新生儿”是什么脾气？如何驯服？蓝箭航天如同“新手妈妈”一般，开始了漫长的探索……

　　“液氧甲烷是一种典型的‘双低温’推进剂组合，氧化剂和燃料只有在极低温度下才能保持液态。相较于常温推进剂，低温推进剂在贮箱增压、发动机预冷、加注流程设置等方面，都存在着复杂的工程问题。”该工程师表示，这场“驯服之旅”难关重重，要突破甲烷自生增压难题、甲烷增压气体液化难题、甲烷路发动机预冷难题、甲烷过冷加注结晶问题四道关卡。

　　“火箭贮箱的推进剂向发动机大量流出的时候，需要补充气体，不然贮箱气压降低过快，就会导致推进剂不能及时充到下游发动机。”该工程师介绍，在第一道自生增压关中，蓝箭航天灵活利用甲烷经过燃烧室的冷却通道后形成的甲烷气用于贮箱增压，通过“自生增压”完美解决补气问题。与此同时，又创新了三路半闭式自生增压方式，确保了补气速度与推进剂流出速度相匹配。

　　甲烷贮箱通过发动机上引出加热后的甲烷气对贮箱进行增压，但刚抽出的甲烷气需要将其压强降低到火箭贮箱内的压力才能用于增压，而通过增压节流孔板后可能存在液化风险，这就是要闯的另一道关卡——增压气体液化关。对此，蓝箭航天经过多次发动机试车，摸清了发动机换热特性，通过控制甲烷增压气体温度范围，规避了流经节流孔板后甲烷液化的风险。

　　在发动机预冷关，为了避免低温甲烷遇到发动机产生气化气泡导致发动机被“呛着”，蓝箭航天优化了循环管路布局设计，在很小的浮力下形成了自然循环流动，带走升温后的甲烷和气泡，使发动机结构降温到与甲烷接近的温度。

　　甲烷要经过过冷加注才可以实现在发射时其温度刚好满足要求，这一关怎么过？“这个过程的风险点是：如果换热器中的甲烷不流动或者流量过小，则过冷器内甲烷会存在‘结冰’的可能，导致堵塞而无法过冷加注。”该工程师说，为了解决这个问题，我们在加注过程中通过调整加注流程，消除了甲烷过冷加注结冰的风险。

　　“朱雀二号火箭通过对甲烷特性的设计和验证，让我国在即将到来的液氧甲烷火箭发展潮流中勇夺先机。”该工程师说。液氧甲烷驯服记还在续写中，当前蓝箭航天的工程师们正在开展推进剂温升研究，进行甲烷贮箱全过冷加注试验，以及同步开展型号应用论证等工作，以便充分发挥过冷推进剂优势，提高火箭运载能力。

　　陪伴的力量

　　一揽子政策让企无忧“问诊”式服务解企之急

　　“覆盖人才、金融、产业，一揽子政策让企业无后顾之忧；聚焦企业需求，‘把脉问诊’式服务解企业燃眉之急。”对于北京亦庄航天产业环境，蓝箭航天相关负责人给出了这样的评价。

发射现场。企业/供图

　　2015年，蓝箭航天成立之时便选址北京亦庄，成为国内第一家民营运载火箭公司。以这个“第一”为起点，蓝箭航天又创下了许多个行业第一：建立国内首个民营火箭发动机试车台、自主研发国内首台大推力液氧甲烷发动机、主导建成我国首个液氧甲烷推进剂火箭发射工位、建设国内首个民营火箭与发动机生产制造基地……直至此次朱雀二号遥二运载火箭又创造了第一,全球首款发射入轨的液氧甲烷运载火箭。“企业的一次次突破、进步、蜕变都离不开北京亦庄这片航天产业沃土的滋养。”蓝箭航天相关负责人表示。

　　就在朱雀二号遥二运载火箭发射的两个月前，北京亦庄产业升级股权投资基金首个项目即投向蓝箭航天，为企业发展注入“源头活水”。“这笔资金如及时雨，支撑了企业技术研发、产能扩大、试验箭发射等方面的发展。”蓝箭航天公共事务部总经理张静茹说，此次股权投资只是亦庄支撑航天产业发展的一道缩影，在商业航天企业的发展进程中，北京亦庄一直如影随形。从《北京经济技术开发区支持星箭网络产业发展的实施办法(试行)》到北京亦庄星箭网络产业发展联盟，再到产业、科创、人才、金融、规划用地建设等综合性政策，近三年来，北京亦庄针对航天企业直接补贴超3000万元，人才引进、人才评定、工作居住证、公共租赁住房、科创基金投资等政策也大范围惠及航天企业。

　　今年初，北京亦庄官宣优化调整产业和科创服务体系，成立产业专班，构建更加高效的现代产业体系，将商业航天卫星互联网产业作为新赛道全力发展。“顺应了经开区商业航天产业率先从战略性新兴产业向产业化高质量发展转变的新要求。”北京亦庄星箭产业联盟负责人表示。专班成立以来，深入调研走访企业，积极谋划产业发展计划，扎实做好企业服务保障，拟定升级版支持亦庄航天产业发展政策，实施系列措施着力提升亦庄航天科研生产和产业化发展能力水平。

　　新机制下，一次次“成功发射”的喜讯从北京亦庄传来：4月7日，双曲线一号遥六成功发射；6月7日，力箭一号遥二运载火箭“一箭二十六星”成功发射，刷新我国一箭多星最高纪录……2023年，亦庄航天企业还有10次运载火箭发射计划。

　　未来，锚定商业航天提级发展，“亦庄航天”明确五步走助力企业问天路：一是制定卫星互联网产业发展政策措施升级版，加大支持力度、扩大支持范围；二是加大优质企业招引力度，健全产业集群；三是支持科技创新，提升系统研制和商业应用能力；四是做好企业服务保障，培育更多头部企业，壮大产业规模；五是积极发挥党建引领和行业组织凝聚作用，加强“硬基础”的同时，提升产业“软实力”。专班相关负责人表示：“我们将与区内航天企业一道，推进商业航天产业做大、做强、做优，加快打造商业航天创新高地和产业链集聚发展高地。”

　　融媒体中心卢金曦

　　对话

　　为什么是液氧甲烷？

　　朱雀二号遥二运载火箭成功发射入轨。因为创新地采用液氧甲烷作为推进剂，使其成为全球第一。为什么是液氧甲烷？液氧甲烷作为推进剂有何优势？蓝箭航天工程师一一解答。

　　Q推进剂的选择对于运载火箭有着怎样的意义？

　　A发动机是火箭的心脏，而作为发动机能源和工质的推进剂就是火箭的血液。推进剂选得好，决定着火箭发动机、运载火箭，甚至是企业的发展和命运。

　　Q当前都有哪些火箭推进剂可供选择？都有何利弊？

　　A当前行业内有几种推进剂组合：液氧/酒精、硝酸/偏二甲肼、四氧化二氮/偏二甲肼、液氧/航天煤油、液氧/液氢、液氧/甲烷。

　　其中，液氧/酒精价格低、技术成熟，但冷却性能差、比冲性能低；硝酸/偏二甲肼常温可贮存、技术成熟，但剧毒、强腐蚀性、比冲性能低；四氧化二氮/偏二甲肼常温可贮存、技术成熟、比冲较高，但剧毒、属危险化学品；液氧/航天煤油环保、技术成熟、比冲较高，但价格较贵、积碳问题严重；液氧/液氢环保无毒、比冲最高、技术成熟、冷却性能好、重复使用性好，但生产量低、价格高昂；液氧/甲烷比冲较高、冷却性能好、价格低、环保，但技术成熟度低。

　　Q蓝箭航天为何选择液氧甲烷作为推进剂？

　　A这是大胆而理性的选择！虽然像液氧/航天煤油这种组合推进剂当前在俄罗斯、美国已经广泛应用，并且在国内新一代运载火箭上已经得到成熟应用，研发起来也更得心应手，但商业航天的发展对低成本、高频次、可重复使用有着强烈需求，因此价格便宜、供应充足的甲烷在商业火箭、重复使用场景下具有明显优势。基于此，我们决定使用液氧甲烷作为推进剂，勇闯“无人区”。

　　Q此前，并未有液氧甲烷作为推进剂的运载火箭成功发射入轨，可行吗？

　　A对此，我们进行了充分的考察论证。最早在1931年，德国就试验了世界上第一台液氧甲烷发动机，2000年后，我国也对其开展研究，得益于LNG行业的发展，当前相关研究基础已经具备。2010年以来，美国商业航天公司不约而同地选择了液氧甲烷作为下一代运载火箭推进剂，同时，欧洲、俄罗斯、中国国有航天都开始了相关领域的研究，甲烷成为主流选择。

内容来源：亦城时报