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高天伟:朱雀三号首飞在即,马斯克点赞中国火箭有何深意?
最后更新: 2025-10-27 08:51:56而火箭一子级多台发动机并联的设计,也是回收复用所必须。火箭起飞时需要巨大推力,但其一子级着陆时其重量已所剩无几(不到起飞时全箭重量10%),只需极小推力实现轻柔精准接地。面对范围极大的推力需求,“多台发动机并联、按需使用不同数量发动机”就成了通行设计。除了9台发动机并联以外,业界也存在5台、7台乃至33台等不同数量发动机并联的方案。
朱雀三号一子级安装了9台发动机。
猎鹰9号展示了解题思路,但没有公开设计和制造的细节,譬如材料的配方、结构详细设计、制造的具体工艺等等。这好比名厨上了道菜,却没有介绍如何制作,更不提及怎样根据各家各户实际情况去优化和改进流程。后者只能依靠各国、各企业自行探索。
对此,我国科技工作者对航天发展趋势进行了长期观察和思考,并从本国实际出发,大胆创新,充分发挥后发优势,制定了自己的解决方案。哪怕只是马斯克提及的燃料和箭体材料两点,朱雀三号就展示了我国的能力和智慧。
朱雀三号火箭采用了液氧甲烷动力系统而非猎鹰9号的液氧煤油系统。前者的突出优势是燃烧清洁不结焦,发动机无需复杂维护和处理即可再次使用,有利于火箭高频次复用。有意思的是,马斯克说朱雀三号使用了跟(更先进的)星舰一样的液氧甲烷燃料,但实际情况是,中美都处于研发和应用这种动力系统的第一梯队,而全球第一个使用液氧甲烷燃料入轨的企业恰恰是蓝箭航天。如果非要抠字眼强调先后,应该说星舰使用了跟朱雀系列火箭一样的液氧甲烷燃料。
2023年7月12日,蓝箭航天朱雀二号遥二火箭在东风商业航天创新试验区完成全球首次使用液氧甲烷燃料的入轨飞行。
箭体材料上,朱雀三号看起来好像与星舰一样都采用了不锈钢,但钢不同钢。星舰主要使用304系列不锈钢,而朱雀三号大量采用更加经济的301系列不锈钢。301不锈钢的焊接是难点,但我国科技工作者自行开发技术攻克了难题。
除此以外,朱雀三号的发动机、结构、着陆机构、外形等关键设计甚至制造也都由蓝箭航天自行完成。可以说,这款火箭是以猎鹰9号为追赶目标的地道“中国方案”。
至于马斯克是不是真心评论,笔者认为他的动机是纯粹的,因为目前SpaceX与中国在航天问题上没有利害关系。一方面,美国的无理制裁使得中美航天实际上都无法进入对方市场,双方都无需担心被“偷家”;另一方面,在其它国家市场上,无论火箭发射业务还是卫星互联网服务,SpaceX都占据绝对主导地位,马总犯不着说违心话与中国计较。
正如笔者一位在商业航天工作的朋友所说:“如果哪天马斯克真的‘上头’,那说明我们是真厉害了。”
那么这一天还远吗?马斯克所说的5年够不够?
03. 国产可复用火箭挑战重重,但进度有充分保证
火箭回收之路曲折坎坷,不可能一蹴而就。
回顾猎鹰9号发展历史,自2010年开始尝试回收火箭一子级,直到2015年12月方才取得成功,期间失败了5次(仅计算意图回收的任务,含一次降落伞回收尝试);之后在2017年左右实现回收箭体的稳定复用,成熟期长达7年。
困难的主要原因,在于用动力着陆的方式回收一子级是世界航天的全新实践,没有先验数据和经验可循。大到气动外形、控制算法,小到单个产品的加固、防热,都要经历从理论猜想到实际检验的过程,预测偏差、考虑不周甚至任务失利都在所难免。这也将是包括朱雀三号在内,我国可复用火箭无法豁免的经历。
正在降落的SpaceX猎鹰系列火箭
但基于以下三个原因,笔者认为我国产品的成熟期应当短于猎鹰9号的7年。马斯克所估计的5年是现实的,甚至可能偏于保守。
第一是我国的后发优势,这既体现在技术上也体现在团队能力上,并且已经有实证支撑:火箭VTVL试验(垂直起降试验)。VTVL试验是可复用火箭研发中常用的重要研制手段,研发团队参考真实火箭的尺寸、外形和重量,使用真实发动机和控制机构,制造一个相对简单的验证箭,在大气层内开展不同高度的垂直起降试验,以期以较低成本和较短时间尽可能验证设计和控制方案。
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- 责任编辑: 史岱君
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