降本立新 一艘不锈钢火箭的重复飞行

前进的道路上总是缺少勇敢的人。2015年，蓝箭航天创始人兼CEO张长武因为“不能重走前人的老路”的想法，一手创办了蓝箭航天。从朱雀二号火箭成为世界上第一个成功送入轨道的液氧甲烷火箭到朱雀二号火箭装载有效载荷并成功送入轨道，已经过去了近十年。

它不是没有模型。太空探索技术公司猎鹰9号和重型猎鹰火箭都验证了太空商业化的可行性，其核心是降低成本。现在，张昌武和他实验室的工程师们正在与时间赛跑。2025年，他们将在走出实验室的故事中谱写新的篇章:朱雀三号进行了首次飞行。

今年1月，朱雀三号可重复使用火箭首次大型垂直起降飞行试验任务取得圆满成功。

视线一直落在可重复使用上。

“不能踩着前人的脚印，重走老路。你应该站在巨人的肩膀上，走向崇高的高度。”2015年，张长武带着这样的信念开启了他的追梦之旅。

在过去十年的发展中，蓝箭航空的视线一直集中在可重复使用火箭上。开始总是艰难的。时隔八年，2023年7月，朱雀二号遥二火箭成为世界上第一个成功送入轨道的液氧甲烷火箭。但有了第一步，前面的路就好走多了。2023年12月，朱雀二号遥三运载火箭装载有效载荷成功入轨。

“在我看来，中国商业航天的发展取决于该领域的实质性能力提高和技术突破。对于运载火箭来说，需要继续探索无人区，填补空领先，对标世界一流。”张长武解释道。

今年1月，《北京市加快商业航天创新发展行动计划（2024-2028年）》正式公布，其中提出三年内完成百公里级亚轨道火箭回收飞行验证，五年内实现可重复使用火箭在轨回收，大幅降低发射成本。解决可重复使用的火箭无疑已成为北京商业航天发展的下一个关键任务之一。可重复使用火箭是相对于“一次性运载火箭”而言的一个概念，是指运载器从地面起飞完成预定发射任务后，整体或部分返回并安全着陆，经过维修和燃料加注后可以再次执行发射任务。

在张昌武看来，“特别是大容量可重复使用运载火箭技术，未来三年必须实现根本性突破，中国商业火箭发展的真实规模要向可重复使用火箭规模看齐”。

蓝箭航天以前瞻性的判断，不断推进可重复使用火箭的研发进程，定位为大型可重复使用液氧甲烷运载火箭的朱雀三号已计划于2025年首飞。据报道，朱雀三的第一级设计的重复使用次数不少于20次。未来，其发射价格目标为每公斤2万元人民币，明显低于目前国内每公斤约8万至11万元人民币的民营火箭。

不锈钢的成本可以降低80%-90%。

研制可回收运载火箭的核心目的是降低成本。在国外，太空探索技术公司猎鹰9号和重型猎鹰火箭具有可重复使用的能力，这大大降低了发射成本。根据太空探索技术公司官方网站发布的信息，猎鹰9号火箭的单次发射成本约为每公斤3000美元。在此之前，全球商业航天发射成本为每公斤1万至2万美元。

张昌武认为，美国商业航天的发展证明了航天可以商业化，其中蕴含着巨大的经济发展潜力，也是推动科技创新和突破的一大利器。然而，在中国，要实现可重复使用火箭的目标，就必须探索新的材料、结构和控制方法。太平洋报价电脑

在材料和结构方面，蓝箭航天将目光转向了不锈钢。据悉，朱雀三号贮箱，即运载火箭推进剂和氧化剂的贮箱由高强度不锈钢制成，与一次性火箭相比，发射成本可降低80%至90%。

“过去制造火箭的材料主要是铝合金，但用铝合金制造火箭贮箱，需要加工去除大量原材料，材料利用率相对较低。相比之下，不锈钢采用冷轧薄板直接焊接，可以将材料利用率提高到80%以上，这样箭上一公斤不锈钢结构的成本比箭上一公斤铝合金结构的成本低两个数量级。”蓝箭航空航天技术战略部负责人玉娟在接受采访时介绍了这一点。吴亦凡捐款2000w

玉娟说，同时，高强度301不锈钢的抗拉强度和延伸率是传统铝合金的2-3倍。在低温下（液氧、LNG、液氮、液氢温度），材料的抗拉强度将显著提高到2000MPa以上，并保留良好的韧性。

性能还是容量？成本！

从利用率到延伸率，不锈钢的优势是显而易见的，但要使不锈钢取代铝合金成为火箭材料是必然的。

朱雀三号可重复使用火箭模型副总设计师董凯今日在接受北京商报记者采访时表示，使用不锈钢是有代价的，也就是重量的代价。“不锈钢的密度大约是铝合金的三倍。如果箭体太重，就会压缩有效载荷，带来的燃料和货物就会减少。”

在这样的价格下，在现阶段，蓝箭航天仍然选择使用不锈钢。核心逻辑是“以性能换产能”和“牺牲运输中的一些性能来换取低成本和简单制造的优势”。三星智能手表价格表

“蓝箭的发动机产能很高，用作坦克等结构材料的铝合金的生产能力可能会受到供应商的限制。因此，选择不锈钢这种广泛使用的工艺和材料，可以解决产能匹配的问题，并大大降低成本。”董伟说。

而且，随着可重复使用火箭的发展，不锈钢的优势也在逐渐扩大。据董凯介绍，由于重量成本的原因，过去一次性火箭中不锈钢的优势并没有那么大，但可回收火箭降低了结构重量在整个运载能力中的比重。目前，蓝箭也在努力降低重量成本。通过研究国内外的材料和焊接技术，我们努力使火箭中使用的不锈钢更薄。

在董凯看来，不同的火箭公司会根据自己的需求做出取舍。一些公司可能会坚持使用铝合金，并“不择手段”地追求性能。蓝箭航天想要确保的是在有限的资金范围内进行更多可循环的科学实验。“对于资金有限的商业企业来说，如何在有限的资金内进行更多的实验是一个核心问题。因此，我们愿意使用高容量和低成本的材料来工作。”

从100米到100公里

“当前，商业航天发展迎来了重大窗口期和机遇期，这也决定了现阶段行业和企业需要更加冷静和务实，需要更加扎实和严格。应该说，国家从政策和资源层面对商业航天有系统性的引导和保障，接下来需要企业自己做交付成果。”张长武说。

近年来，蓝箭航天不断取得优异成绩。通过朱雀二号的研制，蓝箭航天攻克了一次性中型液体运载火箭技术；朱雀三号将使其能够克服部分重复使用技术的巨大困难。“发展火箭技术没有捷径可走。我们要一步一步来，从百米级到千米级，再到百公里级。”玉娟说。

今年6月，蓝箭航天将开展“朱雀三号”一级垂直起降回收试验10公里验证飞行。“这将是中国火箭回收技术的新高度。届时，我们将成为行业内第一家触及10公里门槛的企业。”玉娟说。

此外，董凯指出，从技术角度来看，几个关键步骤对可回收火箭至关重要，包括发动机调节控制算法和几个特殊动作。“在10公里的飞行中，我们会遇到这些动作:空展开启动和栅格舵启动的联合控制，速度达到一定水平。气动控制、关节控制和二次启动都是必不可少的动作。对于蓝箭来说，在10公里的飞行中完成这些关键动作后，下一步就是进入轨道。”

对于商业航天领域如何提升新质量生产力，张昌武表示，科技创新是发展新质量生产力的核心要素。商业航天也是一个以技术和模式创新为引领的产业，这本身就是一种新的质量生产力，是一种新的产业、新的能力和新的可能性。

“新的质量生产力首先是创新。对于运载火箭来说，我们应该能够在原有航天能力的基础上继续探索无人区、填充空并确立领先地位，对标世界一流。”张长武说。

北京商报记者金冉丽丽

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