厉害上天!火箭也出“环保款”了→
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随着全球航天事业的蓬勃发展,可重复使用火箭已成为各国竞相角逐的前沿科技。中国在这一领域取得了重要突破,液氧甲烷发动机的成功研制,为未来的太空探索提供了新的动力。
从“一次性”到“可重复”:火箭技术的革命性突破
绿色环保是当下最热门的话题之一。购物袋有环保款,家用电器有环保款,现在,火箭也有环保款。可重复使用运载火箭,是指从地面起飞完成预定发射任务后,全部或部分返回并安全着陆,经过检修维护与燃料加注,可再次执行发射任务的火箭。
区别于一次性使用运载火箭,可重复使用火箭具有低成本、高效率、更加环保等特点,是未来太空探索的重要发展方向之一。发动机,被誉为火箭的心脏,是火箭的动力之源。研制可重复使用火箭的前提,是先研制出能够重复使用的发动机。
此前,朱雀三号可重复使用火箭成功完成首次大型垂直起降飞行试验,计划2025年首飞。朱雀三号定位为大型可复用液氧甲烷运载火箭,其一子级设计复用次数不少于20次,未来它的发射成本将下降到每公斤2万元以下,相比目前国内民营火箭每公斤约8万至11万元大幅降低。
液态火箭:未来航天的主流选择
如今主流的运载火箭的主发动机基本都是采用液体推进剂方案,与固体推进剂不同,这类方案中推进剂如上述分为液态燃料和液态氧化剂两类,他们在运载火箭发动机上一般是分别贮存在两个空间中,在进入燃烧室激烈反应后产生推力。
液氧煤油的优点是成本较低、比冲较高,但也比较容易积碳、结焦。我们所熟知的“胖五”就使用了这种推进剂。
而液氧甲烷作为一种新型燃料,几乎融合了以上燃料的优点,也规避了大部分缺点。甲烷的燃烧产物只有水和二氧化碳,环保无污染,在当前全球关注环境保护和减少碳排放的大背景下,液氧甲烷的绿色属性无疑使其成为航天领域的热门选择。
同时,超省钱!易于保养!让它成为有着极致性价比的燃料。使用液氧甲烷,可以让我们用最低的价格,享受高于液氧煤油的比冲服务,还有完善的液化天然气行业“撑腰”,燃料可从天然气、油田气、可燃冰等中分离,不用发愁存储问题。
此外,甲烷冷却性能好,适用于全流量补燃循环方案,能够兼顾高性能和重复使用需求,几乎没有积碳问题,大大增加了修复保养的便利。
四大关键技术:实现火箭重复使用的基石
可重复使用的四大类关键技术:
一是火箭返回时要让它“落得准”;
二是火箭着陆回收时要“接得稳”;
三是为了满足重复使用要求,怎么让火箭“用不坏”;
四是当火箭需要局部维修保养时,怎样才能“修得快”。
此外,可重复使用火箭要实现的是火箭把航天器送上太空后还要能返回地球再次使用。可重复使用分为两阶段:一方面,火箭要在完成“送货”任务后落回地球,在中间滑行过程快到地面时需要再次点火;另一方面,火箭回到地面后还可以通过简单修复,再次执行发射任务。
为了能够实现可重复使用火箭的功能,发动机的研制人员正分别从研发设计、生产制造、试验试车等方面持续努力,推动我国可重复使用火箭发动机的研制进展。
随着航天事业的发展,“可重复使用技术”将大有作为,为我们探索苍穹提供更多“硬支撑”。中国航天,未来可期。