全球首枚!朱雀二号升空,马斯克星舰空中爆炸:都用液氧甲烷燃料

博文聊科学 2023-07-12 16:56:30

是突破!也是全球首枚!我国自主研发的液氧甲烷朱雀二号运载火箭于7月12日上午9点成功发射,并顺利进入预定轨道。要知道就在前不久,同样采用的液氧甲烷推进剂、马斯克的“星舰”发射后却在空中爆炸解体了。

朱雀二号运载火箭由民营蓝箭航天空间科技股份有限公司研制,直径3.35m、长49.5米,重约216吨,起飞推力268吨、起飞质量219吨,可将4吨重物送往距离地面500公里、太阳同步轨道,或将6吨重物送往距离地面200公里轨道。

朱雀二号运载火箭虽然创造了历史,咱们也要承认,这不是朱雀二号第一次发射,2022 年 12 月 14 日朱雀二号点火升空,一二级分离、二级点火后,游机突然出现异常并关机。

调查结果显示:游机氧输送管与氧泵低压壳体连接部位和低压壳体的强度不足,当受到主机关机水击后氧泵低压壳体突然破裂,最终引发游机异常关机。不过,这点小波折对于朱雀二号火箭取得的成绩来说“瑕不掩瑜”。

为何朱雀二号运载火箭受到如此大的关注?土豆分析有三个原因

首先朱雀二号为我国发展低成本、可重复使用火箭提供了新思路,且使我国在该领域处于国际领先地位。

自从马斯克开始发射星链卫星后,全球正在建设和申请的星座计划超过300个,意味着将有数以万计的卫星将部署在近地轨道。问题是300-2000公里的近地轨道上最多容纳6万颗卫星,按照国际电信联盟的“先占先得”的原则,哪个国家先成功发射卫星,轨道资源就属于谁。

那么发射这么多卫星就必须拥有一款低成本、可重复使用的运载火箭。目前,马斯克的星链卫星主要靠猎鹰九号火箭发射,采用的液氧煤油推进剂相比液氧甲烷,存在结焦和积炭等问题。按照专家的说法,猎鹰九号目前重复次数达十五六次,已快接近极限。反观液氧甲烷,初始结焦温度为950K,比煤油的初始结焦温度693~703K高出一大截,结焦问题被大大延后,可重复次数也将提高。

另外,液氧甲烷相比其他推进剂可谓便宜至极。目前市场上一公斤液氢的价格达500元,煤油10元,而液体甲烷每公斤只有5元。结果就是以液体甲烷作为推进剂的综合成本只有煤油的1/2,更是液氢的1/100。

比冲是评价推进剂性能的重要指标,指的是1公斤推进剂推动1公斤物体所最多维持的时间,液氧甲烷的比冲为355秒,虽然低于氢氧但高于液氧煤油,仍属于较高的推进效率。更重要的是,液氧沸点为183℃,甲烷沸点为162℃,相比沸点为-253℃的液氢和常温的煤油,液氧和甲烷只需要贮箱间隔热便可,进一步降低储存成本。

星舰是马斯克用来向火星移民的,多次论证后果断抛弃了液氧煤油,改用液氧甲烷。用甲烷作推进剂还有他的小心思:土卫六、冥王星等很多星体上都存在大量甲烷,处理后可直接用作火箭燃料;火星上拥有丰富的二氧化碳,占大气总量的95%,二氧化碳转化为甲烷后也可用作星舰推进剂!

我国正研发更大推力的液氧甲烷发动机

目前世界上共有9款液氧甲烷火箭,有的已经测试,有的正在研制,包括蓝色起源的“新格伦”、相对论公司的人族-R、火箭实验室的“中子”号、星舰,也包括我国的长征九号。

星舰采用的是猛禽发动机,2023年5 月完成测试的SpaceX 第三代猛禽发动机(Raptor V3),压力35 MPa 、推力 269 吨,一级助推器共安装33台猛禽发动机,意味着马斯克的星舰推力将达到恐怖的 8878 吨。

而“新格伦”火箭采用的是蓝色起源公司的BE-4液氧甲烷发动机,2019年完成了100%推力测试,2022年成功交付了2台BE-4,并开始装箭竖立。

相比之下,我国成功发射的朱雀二号运载火箭走在了前列,一级采用了 4 台“天鹊”80 吨液氧甲烷发动机并联,“天鹊”80 吨液氧甲烷发动机和“天鹊”10 吨级游动液氧甲烷发动机用在了火箭二级。

朱雀二号使用的80吨级液氧甲烷发动机采用燃气发生器循环,,海平面推力67吨,比冲286秒;真空推力为80吨,比冲可达337秒,客观地讲它与马斯克的猛禽发动机确实有不小差距。不过,咱们的200吨级液氧甲烷发动机正在稳步推进中。

2023年5月航天推进技术研究院研制的200吨液氧甲烷发生器点火试验在在抱龙峪低温液体火箭发动机试验中心902-1台成功实施,采用了与猛禽发动机一样的全流量补燃循环,其海平面推力达到了2000kN,即200吨。

这款200吨级液氧发动机将用在长征九号火箭上。从目前得到信息来看,长征九号火箭是一款类似于星舰的重型可重复使用的运载火箭,舰体直径10.6米,长114米,起飞重量4400吨,起飞推力6100吨,近地轨道不小于150吨,地月转移轨道不小于50吨,重点是火箭一级、二级完全可重复使用,预计2030年前将实现首飞。

原创:土豆

1 阅读:1287
评论列表
  • 2023-07-12 17:55

    液氧的沸点和甲烷的沸点都是正的100多度吗?盗别人文章的内容照抄都会照抄错吗?

  • 2023-07-13 15:00

    我们中国最厉害的还是12小时两班倒

  • 2023-07-13 15:00

    只要成功一次,就说明技术路线是通的。。后续只需要完善良率就行了。

  • 2023-07-13 15:00

    马斯克真的牛逼。不争那些虚的[哭哭]

  • 2023-07-13 15:00

    这个公司好像在我们这有个生产基地。

  • 2023-07-13 15:00

    百来块钱一天工资,推这些玩意儿给我干什么 [捂脸哭]

  • 2023-07-13 15:00

    [doge]马斯克为了特斯拉能在中国扎根,把技术给了某个同行。

  • 2023-07-13 15:00

    马神,你在哪你看见了吗?中国民营甲烷火箭都上天了,我教的火星梦怎么了到底怎么了,梦想的光辉被乌云笼罩,火星的墓地已经一钱不值,啊,你快看看呀。

  • 2023-07-13 15:00

    我们喜欢看美国马斯克的。

  • 2023-07-13 15:00

    如果时光倒退到我大学才毕业那几年,我的心情一定会澎湃一下[红脸笑]

  • 2023-07-13 15:00

    民营企业可以这么牛不值得骄傲吗?

  • 2023-07-13 15:00

    美国能代表人类,中国为什么不能?人类首次实现甲烷火箭入轨,这就是人类之光

  • 2023-07-13 15:00

    负荷完全不是一个量级没有可比性 但是谁在跳出来说我们没有研发能力那就是恶意造谣了

  • 2023-07-13 15:00

    嗯!我们发射成功了就鸦雀无声了!

  • 2023-07-13 15:00

    下次我想看电磁弹射发射火箭

  • 2023-07-13 15:00

    接下来重复发射也只是时间问题了,最难的都解决了

  • 2023-07-13 15:00

    咋这么多崇洋媚外的!

  • 2023-07-13 15:00

    祖国请放心,今天已感恩,今天抽两包

  • 2023-07-13 15:00

    特斯拉已经发了无数卫星了,这还处于PPT阶段,有啥好比的

  • 2023-07-13 15:00

    马斯克也是甲烷啊???都有什么区别?

  • 2023-07-13 15:00

    呵呵,我才不信,除非让我现场去看[doge]

  • 2023-07-13 15:00

    弱弱问一句,能回收吗

  • 2023-07-13 15:00

    超车?又误导年轻人?

  • 2023-07-13 15:00

    space x用这么点人完成了70多万人做不到的

  • 2023-07-13 15:00

    咱们这也是民企搞的,比马哥提前升空了[点赞][点赞][点赞]

  • 2023-07-13 15:00

    直径单位是什么……你说错了好像[捂脸哭][捂脸哭][捂脸哭]

  • 2023-07-13 15:00

    那火药师岂不是要失业了?祖祖辈辈相传的火药师啊[哭哭]

  • 2023-07-13 22:43

    这样比说明不了什么!星舰是多少台发动机!朱雀又是多少台发动机!

  • 2023-07-13 15:00

    民营公司,呵呵,你是美的回来的吗?

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