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专访深蓝航天CEO霍亮做中国版梅林发动机

发布时间:2022/10/26 19:17:20   
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雷递网雷建平7月12日报道

太空探索技术公司SpaceX持续火热之际,国内民营运载火箭领域也在快速发展。

近期,国内可回收复用火箭公司深蓝航天“雷霆-R1”可重复使用液氧煤油发动机(ThunderReusable1)完成首轮点火试车。

此次试验使用同一台发动机整机产品,共计进行了5次点火测试,累计点火工作时间达到秒,最长单次工作时长达到90秒;每次试车发动机均工作平稳、启动和关机正常,标志着雷霆-R1发动机首轮试车取得成功。

这是时隔一个半月,深蓝航天取得的又一进展。年5月,深蓝航天自主研发的“星云-M”1号试验箭刚完成1公里级垂直起飞及降落(VTVL)飞行试验。

雷霆-R1发动机是深蓝航天研制的最新款可重复使用液氧煤油火箭发动机,深蓝航天团队对此次点火试车试验很重视。雷霆发动机就是深蓝航天在可回收复用火箭这一赛道的“杀手锏”。

据介绍,SpaceX能取得成功背后,猎鹰9号运载火箭的回收复用技术炉火纯青,其背后核心技术就是一级火箭采用的“梅林(Merlin)”液氧煤油发动机。

深蓝航天CEO霍亮接受雷递网创始人雷建平专访时表示,深蓝航天对标SpaceX,“雷霆”的定位就是要做中国版梅林发动机。

更长时间点火试验技术层面已成熟

此次“雷霆-R1”发动机点火试车试验,深蓝航天花了约3周时间筹备。

据介绍,“雷霆-R1”发动机是年6月5日被运到铜川试验基地,从6月25日到29日的5天时间,“雷霆-R1”一共点了5次点火测试:第一次大概4秒钟,第二次、第三次是7秒钟,第四次是30秒,最后一次是90秒。

此次点火试车试验有几个特点:1、发动机不下台,就是在试验台上,点完了再分析数据、检查,再准备,本质上是一台发动机的多次点火;2、点火时长最长达90秒,稳定且持久;3、5次点火过程中实现不同工况,具有代表性。

霍亮说,“雷霆-R1”发动机的原有理论设计数据都进行了计算和仿真分析,发动机的各个部分也都进行了充分的组件级测试;但这是第一次面对全新的、发动机整机全系统级别的点火测试。之所以会有4秒、7秒、30秒、90秒的点火试验,首先要测试发动机启动和关停的性能,其次要观察稳定工作段的数据。

“发动机在稳定段工作时,并不是最危险的阶段,启动和关停的动态过程反而是最危险的过程。所以有了7秒钟启动点火,我们拿到稳态的数据后心里就有底了,后面就是30秒到90秒的点火启动过程。”

深蓝航天投资人、真成投资创始合伙人李剑威对雷递网表示,作为国有航天体系产品的有力补充,民营火箭公司需要专注在液体可回收火箭的研发上面,争取实现中国在液体可回收、入轨可回收火箭上面零的突破。

“我看这次‘雷霆-R1’的点火试验还是非常震撼的,因为最长一次点火达到90秒,差不多是火箭发射入轨阶段的工作时长。从多次点火能力看,深蓝要大幅领先于国内同行企业。”

李剑威表示,SpaceX入轨火箭的发动机工作时长大概是秒左右。未来深蓝航天会快速延长发动机点火工作时间,达到秒甚至秒以上,这样基本上就可以模拟出未来发射的全场景。

此次“雷霆-R1”发动机第一阶段点火试验并未向秒到秒提升。但从目前获得的测试结果看,只要燃料供给能力够,实现超过秒的点火已是囊中之物,深蓝航天更长时间的点火试验技术层面已经成熟。

年底具备入轨发射能力

据介绍,雷霆-R1发动机当前地面推力为20吨级别,可以达到星云1号运载火箭的入轨需求,处于与SpaceX相近的梅林-1A阶段。

梅林发动机技术迭代示意图

截至目前,相比于最初版本的梅林-1A引擎,梅林-1D++引擎的推力增长2.5倍。随之而来的是火箭运载性能的大幅提升:最初采用梅林-1C的猎鹰9号V1.0火箭LEO运力仅有8.5吨,技术迭代后采用梅林-1D++引擎的猎鹰9号Block5构型火箭LEO运力一举提升至22.8吨(复用时16.2吨)。

采用三枚助推器串联的猎鹰重型运载火箭一次性使用27台梅林-1D++引擎,近地轨道LEO运力达到63.8吨,成为地表现役最强运载火箭。

霍亮指出,深蓝航天的技术路径与SpaceX相似。这次20吨级“雷霆-R1”发动机首轮点火试车试验前,深蓝航天已经做了大量回收火箭基础工作。这次首轮点火试车试验成功和前期很多试验,给了深蓝航天信心和帮助,现在到了开花结果的阶段,有一些成果快速出现。

而且,有SpaceX梅林系列发动机的发展路径参考,后续雷霆-R1发动机会进行相似技术迭代,逐步优化、简化设计、提升推力,预期在2-3年内推力即可提升至40吨的水平,星云-1运载火箭的运载能力也将随之取得长足的提升。

雷霆-R1版本的发动机计划应用于星云1号运载火箭上,该火箭的起飞重量达吨以上,近地轨道运载能力可达2吨左右,并且在远期有重复使用20到50次的设计目标,计划在年底具备入轨发射能力。

深蓝航天规划是,雷霆-R1发动机后续进一步升级优化、提升发动机性能和推力水平,从而快速提升星云1号运载火箭的运载能力。雷霆-R1升级版发动机也可以用于未来的重型火箭星云-1H,近地轨道运力可达20吨。

中国也可以在海上回收火箭

截至年6月底,SpaceX的猎鹰9号运载火箭已经进行了次成功发射、次火箭成功着陆,并复用飞行99次。

年7月,SpaceX刚刚使用13手猎鹰9号芯级(B.13)发射53颗星链4-21组网卫星。随着此次53颗星链卫星的发射,SpaceX已把个星链卫星射入轨道。

霍亮对雷递网表示,中国同行与SpaceX仍存在较大差距,从技术层面来说,要追赶SpaceX需要一定时间。但中国也有很好的优势和基础,那就是有大量年轻的工程师和技术人员。

“随着社会

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