今天,我国第二款首飞即尝试回收的液氧甲烷火箭——长征十二号甲,告成入轨却未能好意思满回收。恰如半个多月前朱雀三号首飞时的情景,「告成入轨」与「告成回收」之间,似乎总隔着一说念需要反复跳跃的领域。
12 月 3 日,蓝箭航天自主研制的朱雀三号可类似使用输送火箭也迎来首飞:二级告成进入预定轨说念,一级回收在临了阶段缺憾失利,但合座飘扬已是中国生意航天在「转头附用」说念路上的一次环节跳跃。朱雀三号从想象之初就对标 SpaceX 的猎鹰 9 号,聘请相似的两级构型,何况首飞即挑战回收,同期在鼓励剂和材料上弃取了液氧甲烷与不锈钢这条更偏向高频复用的时间阶梯。
本期节目咱们邀请到 蓝箭航天朱雀三号总体副总师董锴,从一线工程师视角,系统拆解这次首飞任务的真实得失,另外咱们也长远照应了为什么中国的可回收火箭大量走向「猎鹰 9 构型」,朱雀三号这次回收究竟难在那边,以及可类似使用火箭对中国生意航天翌日意味着什么。
本文权衡阅读时长 18 分钟。
本文整理自播客「科技早知说念」
焦点内容:
朱雀三号是什么样的火箭?
朱雀三号是「国产猎鹰 9」吗?
这次首飞在工程上是如何打分的?
为什么弃取液氧甲烷 + 不锈钢这条阶梯?
一级回收全过程是如何想象的?难点在哪?
生意化与下一步:朱雀三号接下来如何走?
朱雀三号是如何样的火箭Yaxian
接待董锴针织再次来到节目。前次您来是前年 10 月,恰巧 SpaceX「筷子夹火箭」和朱雀三号 10 km 垂直起降测试告成,其时预报朱雀三号 2025 年会有一次试飞,没意象年底就完成了。动作我国首款初度辐照就尝试回收的火箭,今天想请您聊聊这次辐照和可类似使用火箭的发展。
董锴
朱雀三号是咱们研制的液氧甲烷中大型可复用火箭。12 月 3 日辐照的首飞箭比「完全体」稍短,被网友叫作念「芳华版」。完全体高 76 米,一级 9 台发动机、二级 1 台,箭体 80%是不锈钢。首飞箭构型相通,但发动机用的是 83 吨推力的天鹊12A,完全体会用超100吨的天鹊12B,是以箭体短了约10米。首飞为安全起见,回收射程定在 390 公里;要推崇最大运力,可达550-600公里。
朱雀三号是“国产猎鹰9”吗Yaxian
许多网友称朱雀三号为「国产猎鹰 9 号」,您如何看这个类比?
董锴
猎鹰 9 是经过工程磨练的告成构型,咱们研究后认同其合感性,这是学习,不是仿制。「国产猎鹰 9 号」我合计是很高的褒奖。它是世界独一强壮运营的重型可复用火箭,是咱们「见贤念念皆」的指标。它一年辐照约 150 次,以致有复用 32 次的记载,这正是咱们努力的标的。
Yaxian
想象中也模仿了星舰(比如不锈钢箭体、液氧甲烷发动机)。马斯克说朱雀三号可能在五年内越过猎鹰 9 号,您合计执行吗?
董锴
工程模仿需要知其是以然。对于五年越过,我其实没这样乐不雅。猎鹰 9 一个型号一年辐照约 150 次,平均每周 3 次。咱们寰宇航天本年统统型号加起来权衡约 100 次。仅靠一个公司达到那样的频率很难,需要所有这个词生态守旧。我更愿把这看作饱读舞和鞭策。
Yaxian
若是不可回收,用现存时间能否完结一周三发?
董锴
很难。这并非二选一。制造产能是扩大基数,可回收时间是倍增器。咱们更关注「投放智商」——单元时辰将载荷奉上天的分量。若是火箭回收后十天就能再辐照,一枚箭一年就能用屡次。可复用不是独一说念路,但是目下最快捷、最灵验的。
Yaxian
这也能大幅诽谤本钱吧。
董锴
对,但比物资本钱更顾惜的是时辰本钱。在工程上,时辰最稀缺。若是能用两倍的钱换一半的时辰,我会绝不彷徨。可复用时间正是在为咱们赢得时辰。
Yaxian
咱们来聊聊这次辐照。朱雀三号从立项到当今两年多,首飞前定了什么指标?完成得如何?
董锴
立项是 2023 年 8 月,矜重公布磋议是 12 月。前年公司曾说 2025 年要进行三次辐照,这个指标对咱们团队来说压力不算特地大,既是基于其时骨子的坐褥智商,亦然但愿通过三次飘扬能最终完成一子级回收。公司对首飞指标其实有更大的宽宏性。
天然,动作辐照任务,咱们有明确的评定圭臬。火箭在 9 月出厂评审时,飘扬大纲里就把入轨和回收分开评定。入轨根据近地方高度,有「圆满」、「告成」和「失利」三个等第。回收则很浅陋:立在着陆场一分钟没倒等于告成,不然等于失败。两者合起来,才叫任务告成。
辐照前咱们定了四个圭臬:入轨告成且近地方高度 170 公里以上、回收也告成,叫「圆满告成」;若是入轨高度在 130 公里以上,叫「告成」;入轨和回收只达成一项,叫「基本告成」。临了调换长晓示的「辐照圆满告成」,指的是入轨完全达到圭臬;而合座任务是「基本告成」,等于因为回收莫得完结。
从团队里面来讲,对这个收尾可以经受,但辐照前咱们统统的准备和内心生机,都是冲着「圆满告成」去的,但愿是一场无可争议的告成。是以当看到回收段进行到距离大地 4 公里、着陆焚烧前约 2 公里的时候,咱们简直差点以为就要告成了。临了那一刻,现场有些同道慷慨地掉了眼泪,照旧有些缺憾的。
不外总体妥贴预期。辐照前我跟寰球说过,只须能宝石到再入焚烧(复返段约 80 公里高度),咱们就照旧跳跃了很大一步——这是一种预期管制。但咱们敬佩是朝着最佳的标的努力,作念最坏的斟酌。骨子上,咱们也有比这更坏情况的预案。
Yaxian
我看回收视频,落点离预定着陆场就差小数点。网上有说周围不少录像机都被炸毁了。
董锴
确乎着陆点相等近。从制导上讲,一朝进入 40 公里高度、再入焚烧关机之后,后头的动作过程基本都在咱们之前 10 公里飘扬试验中考证过。到着陆焚烧时,咱们离回收船照旧很近了,同道们肉眼都能看到,有东说念主喊「来了来了」。那一刻确乎离告成很近了。但工程等于这样,成等于成,败等于败,莫得中间状态。
这次首飞在工程上是如何打分的Yaxian
若是从心底给这次任务打个分,你会打几许?
董锴
我看到有评价说,入轨是必答题,满分;回收是附加题。也有带领饱读舞咱们说,这照旧是 95 分了。但航天工程的魔力就在于,它毋庸自我标榜,也毋庸主不雅打分。就像咱们型号总调换戴总曩昔说的:火箭辐照,成败等于 0 和 1。
是以目下看,入轨是 1 ,回收是 0。天然从时辰上看,二级完整走完毕 3000 多秒的全过程,一级在前 450 秒(约 90%时辰)动作也都宽泛,只差临了小数。但量化打分是主不雅的,网友或局外东说念主可以省略议论,我动作型号负责东说念主,就不作念这种有争议的量化了——莫得告成,等于 0。
Yaxian
之前说本年权衡辐照三次,但航天领域正本就常被称为「鸽子工程」,推迟很常见。你们使命会有压力吗?会合计这很宽泛吗?这次辐照确乎因各式身分推迟了几次,那这些天等于干等吗?
董锴
说真话,从使命角度,共事们濒临这样的指标敬佩是有压力的。但这种压力和通常连气儿的疲钝不太一样。就我个东说念主而言,跟天然科学、工程问题打交说念,我以致有点乐在其中。这种压力反而带来一种生涯的充实感,缓解了心焦。我压力最大的几天,恰正是辐照日历定了、又一次次推迟的时候。有工程问题要处理时,我有事可作念,反而不合计有什么压力;干等着天亮、等着辐照,那种时候才会产生各式火暴和压力。
在航天神命中有个门径叫「双想」——预感和追想,其实等于《孙子兵法》中提到的「未料胜先料败」。火箭立在辐照台后,能调停的余步照旧相等有限了,酌夺是一些操作性的篡改可以躲避风险。若是是想象部分的问题,那也只然则想一想了。但慢工出细活,这个慢不是在辐照那几天。从火箭 10 月 20 号转场去辐照阵脚的那一刻起,我就跟共事说:成败的上限已定。咱们要作念的,等于不要因为我方的使命再给它减分、扣分。
Yaxian
动作总师,深度参与这个过程,心计敬佩特地跌宕吧?
还行。确乎比平时有具体使命时更心焦,但漂浮也莫得那么大。毕竟从转场起,寰球的心态就照旧篡改:上限已定,戮力而为。
董锴
还行。确乎比平时有具体使命时更心焦,但漂浮也莫得那么大。毕竟从转场起,寰球的心态就照旧篡改:上限已定,戮力而为。
为什么弃取液氧甲烷+不锈钢这条阶梯Yaxian
咱们回到朱雀三号自己。天然它常被说对标猎鹰 9 号,但猎鹰 9 号是铝合金箭体加液氧煤油,朱雀三号却用了不锈钢和液氧甲烷。你们立项之初是如何作念这些时间阶梯弃取的?
董锴
咱们倒不合计液氧甲烷或不锈钢在工程上就代表「更先进」。工程上莫得透顶的先进,统统弃取都是在大计谋不变的前提下,寻找自我战术完成度最优的旅途。
蓝箭的大计谋很涌现,等于处理输送器具的三大中枢:大运力、高频次、低本钱。一次性火箭靠扩产能是完结不了的,这是一个「不可能三角」。是以,只须可类似使用火箭武艺完结这个计谋。
在这个基础上,我的一个时间不雅点是:可复用火箭必须从一驱动,总体想象的处处都按复用来筹商。朱雀三号寰球关注到的点,比如不锈钢、液氧甲烷、栅格舵、着陆腿等,其实还有许多内在想象。合座上,每一步想象其实都是在为将来提高复用频率作念准备。回收是基础,只须能快速复用,才酿成时间闭环。若是回收回来要休整半年一年,就失去意念念了。
弃取不锈钢的一个要紧原因是,它不需要外部绝热层,这大大诽谤了回收后的爱戴需乞降周期。天然猎鹰 9 的铝合金箭体烧黑了也不修,但不锈钢更耐高温,莫得绝热层也能扛回来。液氧甲烷能源亦然如斯。煤油机积碳问题,以当今的时间处理也不是中枢难点,但总要花时辰算帐,偶然十天半个月亦然需要的。关联词液氧甲烷发动机根底就不需要这个工序。当复用频率高到以「天」以致「小时」为单元筹画时,这个上风才会精深地体现出来。
这是从正向想象上筹商。第二点是从蓝箭自身的「战术完结度」起程。脱离自身完结智商畅谈计谋莫本旨念念。咱们弃取天鹊 12A 先飞、不锈钢的特定坐褥工艺、想象「芳华版」、把首飞回收场设在 390 公里处等,都是为了在现存智商下,最适宜地完结时间考证和迭代。
Yaxian
董针织也可以为咱们专诚科普一下回收场距离对运力的具体影响。
董锴
这要看火箭领域。对于朱雀三号,其完全体想象对应的等于约 600 公里的回收射程。在那种想象下,一级离别后靠惯性就能飞到 600 公里外的回收场,不需要额外虚耗燃料去作念横向降速。
但这次首飞,为了透顶安全,咱们把回收场设在 390 公里。这意味着,我必须让一级提前离别(从约 76 公里降到 66 公里),葬送一部分速率增量,让二级承担更多使命。每增多 10 公里回收射程,朱雀三号的运力大要能增多150公斤。首飞时,咱们落地还带了约 10 吨鼓励剂,若是把这部分能量用来不绝飞向更远的回收场,运力坐窝就能进步 2-3 吨。是以,翌日回收时间纯属、安全性得到考证后,咱们会把回收场蔓延到想象距离,运力就能完全开释。
Yaxian
之前聊天的时候预期年中首飞,临了到了年底。本年原磋议飞三次,当今看程度是否比预期慢?
董锴
最初,年度飞三次的指标是但愿在这三次之内拿下回收。当咱们知说念本年只须一次契机时,天然但愿「一战擒双王」。对于程度,航天工程时常是「求乎其上,得乎其中」。
朱雀三号 2023 年 8 月矜重立项,领域接近长征五号,属于大型火箭,还叠加了可回收这个超高难度属性。按以往训戒,这种火箭在 26 年能首飞入轨就可以了。但咱们用两年时辰,从图纸变成了首飞告成的什物,这自己照旧是个遗址。
咱们确乎为更早的指标努力过。若是莫得本年 8 月朱雀二号遥三失利带来的归零影响,朱雀三号的首飞时辰正本有可能更早。天然团队对「25 年完结回收」这样的高指标也有过怀疑,但怀疑不影响咱们为它全力行动。当你对一个指标照旧戮力作念到莫得缺憾时,任何收尾都能安心经受。
Yaxian
猎鹰9号从立项到完结回考中了近十年。朱雀三号才两年多,你合计快吗?
董锴
不光你合计快,以我个东说念主训戒看也相等快。天然我嘴上说还可以更快,但内心合计,团队用两年完成这个任务,不仅超出了我曩昔的行状训戒,以致快接近我听过的「长二捆(长征2号 E)18 个月从「图纸到首飞」那种中国航天史里神话故事了。有种我方从听神话,到参与创造神话的嗅觉,很欢腾。
Yaxian
时辰会给你很大压力吗?比如来自里面的高指标,或者外部其他公司和「国度队」的竞争?
董锴
咱们团队心智相比纯属,不会为了争什么而污蔑我方的时间阶梯。但另一方面,「只争朝夕」——若是我能作念到,就没根由糜掷时辰。外部的竞争压力,有点像「生于忧患」的「忧患」,是善事。它促使咱们前进,但咱们的工程决策并莫得因此而污蔑。良性的竞争是促进时间发展的要紧能源。
星舰磨剑十几年,它的告成是应得的。排名和「第一」这种虚名,不影响我对我方使命的价值判断和自爱感。哪怕咱们是第四、第五个告成的,只须咱们我方作念到了,内心的快活感是一样的。
一级回收全过程是如何想象的?难点在哪?Yaxian
好的,那咱们回到寰球最热心的回收部分,董针织可以为咱们拆解一下这次一子级回收的过程和难点吗?
董锴
过程约略是:一二级离别后,一级惯性爬升到约 130公里高点,同期伸开栅格舵并篡改姿态。在约 80 公里高度,进行「再入焚烧」,三台发动机使命约 40 秒,把速率减到安全范围,然后关机。从 40 公里到 4 公里,是「气动限度段」,靠栅格舵和边条翼限度姿态和降速。临了在约 4 公里高度进行「着陆焚烧」。
这次诞生的难点和考证重心在于:第一,「再入焚烧」在 80 公里高空的环境是否可靠,这是咱们初度骨子考证。第二,「气动降速段」的骨子恶果究竟如何,需要真实数据。为此,咱们在着陆段诞生了五台发动机都可以焚烧,本意是万一降速不够,可以五台所有这个词「猛踩刹车」。根据这次飘扬的数据,咱们对气动降速恶果有了主理,翌日可能不需要这样多台发动机同期使命了,这反而能提高可靠性。
数据标明,临了是中间一台发动机焚烧告成了,但外围四台在推力尚未完全建随即可能发生了问题。具体原因咱们还在严格分析。航天的归零像刑侦,需要统统字据链完全闭合,不成只看部分吻合的计算。
Yaxian
用 12A 发动机代替 12B,箭体部分用铝合金而非全不锈钢,算不算为了快速上天的调解?
董锴
除了发动机,其他莫得调解。不锈钢的弃取也不全是为了「快」。对于一级,蓝箭目下的不锈钢加工时间很纯属,首飞箭箱体厚度不到 2 毫米,翌日可以作念到 1.5 以致 1 毫米,比铝合金还轻。咱们公布的运力等于基于不锈钢决策筹画的。对于二级,这次聘请铝合金,一方面是首飞稳健筹商,另一方面,这次二级再入大气层的过程,能为咱们获得顾惜的不锈钢箱体再入热环境真实数据,这是为下一代全复用火箭作念的时间储备。咱们的一切弃取,都管事于更永恒的时间阶梯图。
Yaxian
SpaceX 走的是快速迭代、不怕失败的方式。中国航天传统更求稳。这两种旅途兼容吗?
董锴
快速迭代和「炸」不是势必连接。追求高可靠和快速迭代也不矛盾,是可以「完全要」的。着实限制迭代速率的最初是产能。若是你一年只可造一发,那敬佩不敢冒险。SpaceX 在地口试验上也追求极高的可靠性,它不是用诽谤可靠性来换迭代速率的。
对蓝箭而言,咱们有相应的产能准备。之前说过,2026 年磋议十活气箭,相应的发动机产能(一发 10 台,十发 100 台)等于按这个指标布局的。同期,咱们国度高度喜爱的安全性监管,我认为这不是限制,而是行业行稳致远的前提和保险,亦然企业必须承担的背负。
生意化与下一步:朱雀三号接下来要如何走Yaxian
生意航天最终要赢利。在你看来,咱们什么时候、如何赢利?
董锴
这有点超出工程师的融会范围了,有许多专诚研究这些问题的东说念主比我想得更涌现。但我信赖一个基本逻辑:只须我提供的辐照管事有价值——比别东说念主低廉、快、强壮——就总会有东说念主买单。咱们就像是「修路」的。SpaceX 当今着实赢利的业务可能是「星链」这类期骗管事,这等于「路修好后」的经济效应。我的使命等于把「路」修得又好又低廉,为创造价值打好基础。如何基于这条路赢利,信赖有更专科的东说念主去筹商。
Yaxian
从首飞到完结「低本钱、大运力、高频次」,中间还需要哪些迭代?
董锴
时间阶梯已有标杆,标的明确。我可能比马斯克「五年赶上猎鹰 9」的说法稍保守点。但翌日两三年,咱们有望大幅追逐。若是咱们我方的「长五」级别火箭,一年能辐照 50 次(至极于每周一次),那照旧是数目级的飞跃了。航天大时间的到来敬佩是需要时间和管制(包括审批历程)的共同改进。我对国度这方面的求实和智谋很有信心,监管改进会跟上时间迭代的方法。
Yaxian
临了权衡一下蓝箭更永恒的磋议吧。
董锴
有的。最初,咱们 200 吨级全流量补燃轮回液氧甲烷发动机(对标「猛禽」)已在本年 5 月完成整机试车,正在迭代,这是为翌日更大的全复用火箭准备的。
对于朱雀三号,首飞仅仅驱动。咱们篡改磋议,但愿 26 年年中能完结告成回收。一朝告成,咱们已坐褥的三活气箭将快速参加迭代,包括结构减重、回收场蔓延、换装 12B 发动机等,指标是在 26 年傍边进化到「完全体」。之后,重心就转向诽谤辐照周期、提高频率。
若是第二发还收告成,咱们磋议在第四发就使用复用的一子级进行辐照,那才着实完结时间闭环。咱们但愿能将复用周期诽谤到 7 天傍边,并扩建更多辐照工位,斥地不同射向的回收场,以快活翌日大领域星座的辐照需求。至于更大领域的全复用火箭(所谓「中国版星舰」),公司已有 2030 年傍边的前景磋议。咱们搞 200 吨级发动机等于为了它。就像两年前寰球合计朱雀三号 2025 年首飞很挑战一样,咱们一步一步走过来。
Yaxian
若是作念那种大火箭,也会用「筷子」夹火箭的样貌回收吗?在你看来,中国航天当今与好意思国或 SpaceX 的差距还有几年?
董锴
「筷子」夹是一种选项。当火箭领域大到一定程度,着陆支腿可能从「代价奥秘」变成「时间上难以完结」。那时,「筷子」或其他类似决策可能等于笃定性的弃取。在莫得更好决策前,工程师会弃取已知的、可行的旅途。
说到和 SpaceX 的差距,我个东说念主不太好作念这种客不雅量化。差距一直在诽谤。从 1970 年咱们辐照第一颗卫星,而好意思国前一年已登月,那时差距精深。但当今,你看咱们空间站的快速斥地、天际迫切扶植智商,追逐速率是显豁的。我从来没想过要去精准筹画和前边选手的距离。我只须奋力奔走,指标等于赶上并越过。可能真到了越过那天,就像咱们的航空工业发展一样,咱们从追逐代差,到六代机首飞。到那时,咱们要越过的就仅仅我方了。只须能络续越过我方,等于善事。
Yaxian
看到火箭辐照的视频老是让东说念主心潮澎湃。前年咱们留的尾巴是朱雀三号本年辐照,本年咱们留个新尾巴——但愿来岁(2026 年)能看到朱雀三号告成回收!
起原:声动轩敞
风险领导及免责要求 市集有风险,投资需严慎。本文不组成个东说念主投资忽视,也未筹商到个别用户特殊的投资指标、财务景况或需要。用户应试虑本文中的任何见地、不雅点或论断是否妥贴其特定景况。据此投资,背负自诩。