朱雀二號遙二運載火箭發射圓滿成功
北京時間2023年7月12日9時00分，朱雀二號遙二運載火箭在我國酒泉衛星發射中心發射升空，按程序完成了飛行任務，發射任務獲得圓滿成功。
此次任務是朱雀二號運載火箭第2次飛行。
朱雀二號遙二火箭是全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭，也是國內民商航天首款基於自主研製的液體發動機實現成功入軌的運載火箭，填補了國內液氧甲烷火箭的技術空白，意味着我國首款大推力液氧甲烷發動機通過飛行驗證，標誌着我國全面掌握液氧甲烷運載火箭關鍵技術。
據介紹，朱雀二號液氧甲烷運載火箭爲兩級構型，箭體直徑3.35米，全箭高度49.5米，起飛重量219噸，起飛推力268噸。整流罩最大直徑3.35米，全長8.237米。火箭一級採用4臺天鵲80噸級液氧甲烷發動機並聯，二級採用1臺天鵲80噸級液氧甲烷發動機和1臺天鵲10噸級遊動液氧甲烷發動機組合而成，運載能力爲500km太陽同步軌道1.5噸，後續改進型可實現500km太陽同步軌道運載能力4噸。
此次發射任務的圓滿成功，驗證了運載火箭系統方案設計的正確性，驗證了“三平”測發模式和流程的正確性，驗證了發射場設計的正確性、合理性，爲火箭設計改進積累了飛行數據和子樣，也爲後續火箭實現批量化商業交付築牢基礎，標誌着朱雀二號成爲我國民商航天首款正式進入量產和商用的液體火箭。通過朱雀二號遙一遙二兩次飛行試驗考覈，藍箭航天自主研製的天鵲液氧甲烷發動機得到了充分驗證，爲朱雀可重複使用型號的研製奠定了堅實的基礎。
藍箭航天自2015年成立以來，在研發、製造、試驗和發射的全產業鏈條進行了完整投入和佈局，完成了全產業鏈條的能力閉環。目前，朱雀二號遙三火箭已在藍箭航天嘉興火箭製造基地開展總裝工作，將開啓批量化交付的商業時代。
藍箭航天表示，“朱雀二號”從立項、研製到發射的歷程中，取得了多項技術成果：
1.全球首款液氧甲烷推進劑中型液體運載火箭。
國內首次突破液氧甲烷中型液體運載火箭關鍵技術，填補國內液氧甲烷火箭型譜空白，成爲全球首款發射入軌的液氧甲烷運載火箭。
2.國內首創低溫液體火箭發動機轉級控制技術實現重力牽制釋放和故障診斷。
採用國內首創的液氧甲烷發動機推力轉級控制技術，利用發動機推力調節能力和火箭自重對火箭進行牽制，對發動機系統的起動工作狀態進行評估，評估合格後控制發動機推力轉級至100%工況，火箭起飛離臺，提升火箭發動機點火安全性。
3.國內首創液體火箭發動機大型噴管激光焊接技術。
國內首次在液體火箭發動機大型噴管上應用激光焊接技術，相比傳統的再生冷卻內外壁焊接工藝技術，大幅度縮短噴管生產週期、降低生產成本，同時提高噴管焊接的自動化程度、工藝穩定性及產品的質量，達到國際領先水平。
4.國內首創液體運載火箭甲烷自生增壓技術。
國內首次在液體火箭上創新採用了甲烷自生增壓技術，突破了甲烷自生增壓超臨界節流相變設計技術難題，攻克了甲烷自生增壓設計仿真難題，並通過了一級動力系統試車試驗驗證。
5.國內首次實現低溫液體火箭無人值守測控發射能力。
在國內首次具備低溫加註遠距離無人值守測控發射能力，實現真正意義上的高安全性。創新性的採用低溫連接器零秒脫落及防護技術，極大提高了故障狀態和點火異常時低溫液體火箭的後處理安全性。
6.國內首次實現發動機變推力工況控制系統半實物仿真技術。
在國內首次採用軸向、側向雙通道實時變加載技術，模擬火箭發動機推力調節過程負載變化，建成了可重複使用火箭推力矢量控制半實物仿真試驗平臺，解決火箭變推力工況姿態控制系統仿真驗證中“天地不一致”的問題。
7.國內液體火箭發動機首次應用高精度高壓低溫調節器及低溫彈簧蓄能動密封技術。
實現流量無級連續調節、調節精度0.2%；減輕低溫閥門動密封結構質量約80%，閥門結構尺寸減小約15%，生產週期縮短到1/10，填補了國內空白，達到國內領先水平。
8.國內首次採用大推力雙低溫液體火箭發動機泵後搖擺技術。
發動機搖擺力矩較國內同等發動機減小50%以上，單臺伺服機構重量減輕約30千克，填補了國內大推力泵後搖擺發動機技術空白，達到了國內領先水平。（靜靜）
延伸閱讀：
全球液氧甲烷火箭競賽中國拔得頭籌，有何意義？
來源：澎湃新聞
朱雀二號成爲全球首枚入軌成功的液氧甲烷火箭，這是火箭動力發展領域具有重要意義的技術進展。
7月12日，由藍箭航天空間科技股份有限公司自主研製的朱雀二號遙二液氧甲烷運載火箭在我國酒泉衛星發射中心發射成功，火箭進入預定軌道飛行，試驗任務取得圓滿成功。
準備發射的朱雀二號遙二液氧甲烷運載火箭 圖片來源：藍箭航天
液氧甲烷火箭有何優勢？
此次發射的朱雀二號遙二運載火箭採用兩級構型，箭體直徑3.35米，全箭高度49.5米，起飛重量219噸，起飛推力268噸。火箭一級採用4臺天鵲80噸級液氧甲烷發動機並聯，二級採用1臺天鵲80噸級液氧甲烷發動機和1臺天鵲10噸級遊動液氧甲烷發動機組合而成。
近年來，頻繁出現在新聞報道的液氧煤油或液氫液氧發動機，成爲大衆比較熟悉的火箭發動機。那麼，既然已經有了這些發動機，爲什麼還要發展液氧甲烷發動機？
首先是液氧甲烷的推進效率高，推進劑的理論比衝高達390秒，僅次於液氫液氧推進劑；第二個主要原因是液氧甲烷推進劑燃燒無積碳，點火機構設計更容易，便於發動機回收複用，非常適合用於可重複使用火箭或飛行器，第三個是甲烷與液氧的沸點相差不到20℃，貯箱間的隔熱需求大幅下降，可以更方便地引入共底設計，減輕結構重量；第四是甲烷推進劑可從天然氣、油田氣、可燃冰等中分離，來源廣泛，價格便宜，可以進一步降低火箭的成本。
藍箭航天董事長兼CEO張昌武表示，液氧甲烷火箭是藍箭在創業之初就選定的發展方向，液氧甲烷更容易獲取，並且對未來可重複使用⽕箭的開發更加有利。
“國家在過去60多年裡，圍繞液氧煤油、氫氧類的發動機，已經做了很多開發工作，並且產品都已經非常成熟，在這樣的背景下，技術上新的突破才能在市場⾥有自己的一席之地，”張昌武表示，“通過一型可以實現更低的成本，更好地實現重複使用的火箭，可以建立我們的競爭力，同時還能填補航天領域的⼀個空白。”
據悉，朱雀二號火箭採用的“天鵲”系列發動機，目前已經累計完成了將近10萬秒的地面試車，是目前國內成熟度最高的液體火箭發動機之一。
據介紹，藍箭航天已啓動可重複使用火箭項目，期望於2025年取得重大進展，朱雀二號遙二的成功會顯著地加速可重複使用⽕箭的開發進程。
去年12月14日，朱雀二號火箭進行首次發射，火箭一級、二級主機飛行正常，二級遊機工作異常，發射任務未獲成功，事後查明，原因是二級管路出現了破裂。
針對首飛火箭出現的問題，張昌武介紹說，在歸零過程中，一方面解決出現故障的部分，重新設計、重新制造、重新實驗、重新考覈；另一方面是基於技術狀態的管理，做全箭的技術狀態管理複查，尤其是所有涉及到接口的複查。此外還對全箭做了質量的複查。
轉運中的朱雀二號火箭
全球液氧甲烷火箭競爭激烈
由於在經濟性、環保性和性能上擁有優勢，液氧甲烷發動機成爲目前航天領域的新寵，不少航天強國或大國都在積極研製這種火箭發動機，誰能成爲首個成功發射入軌的液氧甲烷火箭也成爲關注的焦點。
今年4月20日，SpaceX公司的“星艦”火箭發射升空，但在飛行過程中爆炸解體，該火箭全箭共使用了36臺230噸級的“猛禽”液氧甲烷發動機。馬斯克當月晚些時候在社交平臺上表示，1-2個月內或準備再次試射“星艦”。
“星艦”首飛未獲成功後，SpaceX公司陸續進行了首飛失利分析、發射場修整、發射架方案優化等，第二枚“星艦”目前已經完成總裝工作，將在未來幾個月內進行第二次發射。馬斯克上月表示，“星艦”首次發射未能成功後，公司已經對其進行了1000多項修改，最引人注目的是火箭的超重助推器和飛船部分改爲熱分離技術，即在飛船上的發動機點火時，超重型助推器仍與它相連。
在“星艦”失敗之前一個月，採用液氧甲烷發動機的美國相對論公司的“人族一號”火箭也發射失利。該火箭一級配備了9臺名爲Aeon的液氧甲烷發動機，最大運載能力1.25噸。“人族一號”火箭失利後，相對論公司對外宣佈放棄“人族一號”，將精力轉向運載能力更大的“人族R”火箭，新火箭一級將配備13臺Aeon-R液氧甲烷發動機，最大運載能力達到23.5噸，並且一級採用可重複使用技術。
除了上述兩款商業火箭，美國聯合發射聯盟(ULA)研製的“火神”新一代大型運載火箭也採用了液氧甲烷發動機，該火箭高61.6米，直徑5.4米，最大運載能力約27噸，火箭一級使用BE-4液氧甲烷發動機。
“火神”原計劃2021年首飛，但由於技術原因一直推遲。6月8日，用於首飛的“火神”火箭完成首次靜態點火測試，2臺BE-4發動機在節流60%的狀態下持續點火約6秒鐘，但ULA沒有向外界公佈發射時間。
80噸級“天鵲”液氧甲烷發動機試車
在中國，除了朱雀二號，還有多家航天企業正在研製液氧甲烷發動機和火箭。在去年舉辦的中國航展上，航天科技集團六院首次對外展示了正在研製的80噸級液氧甲烷發動機。據稱，該發動機具備3-4次點火起動能力，可作爲天地往返運輸系統、可重複使用運載器及低成本一次性運載火箭的動力裝置。
此次朱雀二號成爲全球首款成功入軌飛行的液氧甲烷火箭，標誌着中國運載火箭在新型低成本液體推進劑應用方面取得重大突破。
根據藍箭航天的介紹，朱雀二號明年起會面向市場批量交付。張昌武表示，“從明年的3到4發，再到後年翻⼀倍，然後連續三年每年能夠增長⼀倍，以這樣的增⻓幅度向市場交付。”