民企10吨级火箭发动机完成650秒试车 朱雀2号在质疑声中高速发展

十几年前马斯克的猎鹰火箭还没有做成时,被很多人嘲讽为骗子。但SpaceX最终将猎鹰火箭打造成世界上运力最大的火箭时,外界一片哗然。同样的事情也出现在国内的私营航天企业中。三四年来上百家航天企业密集成立,各自拿着PPT寻找融资,受到了外界不少的质疑。但也有多家拥有核心技术的航天民企,正在质疑声中高速前行!

TQ-11天鹊发动机650秒长程试车

7月4日晚6时左右,曾经发射过“朱雀1号”火箭的蓝箭航天在发动机试车台上点燃了其全新天鹊-11(TQ-11)甲烷发动机,发动机燃烧室喷出了蓝白色火焰,整个过程燃烧室持续稳定燃烧650秒,一次性完成了天鹊-11发动机燃烧室的长程试车。

TQ-11是蓝箭航天两款当家发动机中的小字辈,以前被称作“凤凰发动机”,属于10吨级别的小推力发动机,主要用作火箭二级的游机或者上面级的主发动机。TQ-11目前有两款结构,分别具有1个燃烧室和4个燃烧室。采用单燃烧室时的推力为85千牛顿,4个燃烧室时推力是20千牛/室。4燃烧室版本主要用在火箭第二级上,作为二级的子发动机(游机)进行姿态或轨道控制,单燃烧室版本用作三级的主发动机。

TQ-11的4燃烧室版本

本次TQ-11发动机燃烧室的试车工作可谓疯狂,借助蓝箭航天自家拥有的“双工位试车台”,可以对两款当家发动机进行不间断的试车,工作人员在两天的时间内硬是完成了5次试车工作,其中最长的一次发动机运行650秒,创下了蓝箭航天,也是中国私营航天的新纪录。

蓝箭另外的一款核心发动机天鹊-12(TQ-12),是百吨级别的大推力液氧甲烷发动机,最初的版本是80吨推力。该型发动机在5月份就完成了全系统试车,已经于7月初转入了试样生产阶段。TQ-12是蓝箭主力火箭“朱雀2号”的主发动机,转入试样生产意味着朱雀2号的设计工作进入和后半程。火箭一级将安装4台TQ-12作为主发动机,二级将使用1台TQ-12作为主引擎和一台上文提到的4燃烧室版的TQ-11作为游机。

全3D打印一次成型发动机燃烧室

蓝箭航天的两款发动机均采用了自创的喷管激光焊接工艺和燃烧室全3D打印工艺,而且在制造工艺上两款发动机均能通用,大大提高了研发速度,同时降低了生产成本。以TQ-12发动机为主动力,搭配不同版本的TQ-11小推力发动机,朱雀火箭未来可以满足从低地球轨道(LEO)一直到同步转移轨道(GTO)等各类的卫星发射任务。

区别于其他一些航天企业,蓝箭的发展可谓神速,他们先从难度大的80顿级大推力液氧甲烷发动机开始入手,今年1月份完成了TQ-12发动机燃气发生器的试车,2月份突破喷管激光焊接技术,3月完成TQ-12的涡轮泵试验和发动机半系统试车,5月完成首台TQ-12总装和全系统试车,6月TQ-12转入试样生产,7月TQ-11推力室完成长程试车!以这样的速度发展下去,TQ-11也有希望在年内转入试样生产。

朱雀2号火箭各部分构成

搞定发动机后,朱雀2号火箭就基本搞定了80%,蓝箭接下来还要对火箭进行整合和测试,估计也要半年到一年的时间,我们希望能在2021年前看到朱雀2号的首飞,因为目前世界上使用液氧甲烷发动机的火箭,还有SpaceX大猎鹰、蓝色起源的新格伦以及国内星际荣耀的双曲线2号等,也都处于研制的中后期阶段,谁能率先发射目前还不一定,朱雀2号若能早日发射,或许有争取“世界首枚甲烷火箭”称号的机会。

未来,天鹊发动机和朱雀火箭还将不断的迭代更新,对于发动机要继续减轻重量、提升推力,对于火箭,就要增加垂直起降(VTVL)的可复用能力,这将进一步提升朱雀火箭的竞争力,降低载荷进入太空的成本。

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