國產火箭發動機試車爆炸等。。看看研發都經歷了什麼

    在我國有兩支國家隊從事航天發射業務，分別是中國航天科技集團有限公司與中國航天科工集團有限公司，通常人們認為“航天科技送人上天，航天科工送人上西天。”，指的是航天科技集團研發的宇航產品都是人畜無害的航天應用產品，譬如航天科技集團抓總負責的“載人航天工程”之於“送人上天”就很應景，而航天科工集團出品的DF-21D、DF-26則多為送人上西天的軍工產品。

    然而上述這些都屬於過去時代的刻板印象，實際上兩大集團業務早已相互交叉，航天科技是長征系列火箭的抓總單位，但DF-31、DF-41等東風快遞也是他們的傑作。

    航天科工自然也不甘寂寞，趁着軍民融合戰略東風由該集團抓總研製的快舟系列商業運載火箭也相繼問世。截至目前，快舟一號與快舟一號甲兩型火箭已連續實施11次發射任務，成功率100%。

    擁有100%發射成功率的快舟一號甲脱胎於東風快遞，因此有着極高的成熟度，但火箭運力偏小，近地軌道運力300公斤，700公里高度太陽同步軌道則僅有200公斤，只能發射微小型衞星。近日首飛失利的快舟十一號運載火箭就是旨在彌補運力不足問題，該型火箭近地軌道運力達到1.5噸，1000公里太陽同步軌道運力則是1噸，對比快舟一號甲運力整整提升5倍。

    航天有風險，關注需謹慎

    2020年7月10日12時17分，新型運載火箭快舟十一號在酒泉衞星發射中心實施首次飛行任務，火箭點火起飛至一二級分離等關鍵動作皆表現正常，但隨後官方發佈通稿確認火箭飛行異常，首飛任務失利，具體原因需進一步分析排查。

    回顧上世紀八九十年代的中國航天幾乎每一次發射都能成為舉國關注的大事件，給人的印象是長征火箭成功率都很高，要知道那一時期我們的發射量非常少，投入到每一枚火箭的人力、物力、時間等各類資源與今時今日完全不同，使用的大多也是久經考驗的成熟型號，失敗概率自然就更低，換句話説沒有發射自然就無法失敗。

    昔日每一次火箭發射都是舉國關注

    當時間進入21世紀第二個十年中國航天發射頻次逐年增加，2018年、2019年更是連續兩年蟬聯世界航天發射榜冠軍頭銜，而現如今的2020年我們同樣保持着極高的發射頻次，並且有望摘得全球發射榜冠軍頭銜的三連冠。

    今年中國航天給人的印象是成績喜人同時也有失落感，長征五號B型運載火箭首飛成功，為我們打開了天宮空間站時代大門，21世紀全球第一款載人登月用途飛船成功首飛（新一代載人飛船試驗船），北斗衞星導航系統完成全球組網，這些勝利個個都是重磅級世界級。

    但同時長征七號甲、長征三號乙、快舟十一號三型火箭接連失利也讓很多人不解，要知道這三型火箭有兩型都是全新型號，例如，長征七號甲應用了助推器與芯一級集束式分離方案，目的是為長征8R火箭實現垂直降落複用打基礎。長征三號乙雖然是一款較為成熟的型號，但在高頻次發射中必然存在失敗概率，同時這款火箭幾乎每一發都有不同程度的新技術應用。

    看似今年失敗次數多，實則是中國航天迎來了新技術爆發式增長的全新時代。而美俄在上世紀同樣有更多的密集失敗案例，如果沒有那些失敗如今的美國航天就不可能成長為手執牛耳者。

    出師未捷的快舟十一號，目標世界最強

    快舟十一號作為一款以固體燃料為主的運載火箭，其動力系統與液體動力構造完全不同，液體火箭發動機與燃料貯箱是相互獨立的模塊，而固體火箭的燃料貯箱與發動機則是渾然一體，在火箭發射前固體燃料像混凝土一樣澆築進火箭殼體內，進而形成裝藥燃料室。

    固體燃料與火箭殼體必須緊密貼合在一起，但凡有一點空隙高達1500攝氏度的烈焰就會與空氣產生反應，燃燒面會變得不規則進而導致爆炸，央視曾經公開快舟十一號火箭第三級因為縫隙問題導致的試車失敗畫面，現場可謂是一片狼藉。

    也正因為這一次失敗快舟十一號找到了重大風險點，並對其進行了升級改進，航天科技就是在一次次找到問題解決問題的過程中得到發展。

    快舟十一號火箭殼體採用了碳纖維纏繞製造技術，對比傳統殼體材料重量下降了一半，這也使得快舟十一號運載係數達到了同類火箭的世界第一水平。

    例如，日本艾普斯龍固體火箭發射質量91噸，500公里太陽同步軌道運力僅有590公斤，而快舟十一號以更低的78噸發射質量，可以得到700公里高度太陽同步軌道的1噸運力，這就是高運載係數的結果差異，背後體現的則是火箭設計與製造水平的不同。

    我國在快速進入空間能力建設上通過多年努力目前已經實現了彎道超車，顯著標志就是一系列快速響應火箭產品的問世，長征十一號、捷龍一號、快舟一號甲、快舟一號、開拓者二號等總計有7款快響火箭。

    另一個彎道超車標誌就是以長征十一號為代表的實戰火箭，它採用無依託的TEL機動發射系統，能在任意地點實現快速發射，甚至可以在海上平台發射，高機動特性是世界其他國家同類火箭完全不具備的實戰功能。

    當人們看到快舟一號甲火箭與DF-26幾乎無異的TEL機動發射車時，心裏一定會默唸，別以為換了個馬甲我就不認識你了，而在大多數情況下快舟一號甲火箭發射車連軍綠色車體都懶得重新刷漆。

    快舟十一號發射質量是快舟一號甲的整整兩倍，更大的箭體尺寸與重量顯然無法再繼續使用快舟一號甲的TEL機動發射車，這一量級的火箭通常會採用固體塔架發射，而航天科工本着對“送人上西天”目標的執着追求，又為它量身定製了一款大載重TEL機動發射車。

    早在兩年多前航天科工四院就完成了快舟十一號發射系統雙四級長行程液壓缸同步起豎試驗，在報道中還提到未來比快舟十一號更大噸位的火箭也將繼續採用此種機動發射方案，這真的是要在“送人上西天”路上一條道走到黑。

    快舟十一號的東風血脈還有很多，比如整流罩分離方案也與洲際導彈完全相同，同時頭部的姿態控制系統也是曾經重型洲際導彈的專屬配置。

    快舟十一號起飛級2.2米直徑發動機推力達到了180噸，是我國現役各型固體火箭發動機中的最大推力型號，以該型動力為藍本完全可以研製一款重型洲際導彈。

    軍民融合戰略的排頭兵，快舟十一號也只是小目標

    赫魯曉夫曾説蘇聯可以像生產香腸一樣生產導彈，如今這一目標也已經被我們實現。不同於窮兵黷武的他們，我們則是選擇了更高段的軍民融合戰略。

    今年5月位於湖北武漢的我國首個國家級航天產業基地正式投入使用，這裏有佔地4萬平方米的超級工廠，是原先總裝廠房面積的13倍，可以年產20枚快舟系列火箭。迅速投入市場的快舟系列火箭近年來也是屢獲商業大單，該型火箭也是行雲物聯網天基星座的主力運載火箭，該航天產業基地還將形成年產240枚衞星的生產能力。

    通過商業市場淬鍊的批產能力在戰時一旦轉入軍工生產，其迸發出的能量將有多大也是顯而易見的。

    快舟十一號使用了我國現役最大推力的180噸固體火箭發動機，而航天科工集團並不滿足於此，去年4月由航天科工四院自主研製的500噸級4.2米直徑大推力固體火箭發動機成功試車，而這就是快舟系列火箭更大的野望。

    繼快舟十一號之後快舟二十一號將依託500噸級大推力固體發動機研製，該型火箭將具備20噸級近地軌道運力，可以直接參與天宮空間站建設與運營任務，同時這一量級火箭也完全可以參與月球、火星等深空探測任務。

    遠期規劃中還有近地軌道運力達70噸能夠與我國新一代載人重型火箭媲美的快舟三十一號火箭，這款火箭則可以直接參與載人月球探測任務以及更大規模的深空探測任務。

    航天發射市場過去由航天科技長征系列火箭一家獨大的局面正在被打破，而快舟系列火箭就是參與變局的關鍵角色，同時民營航天也在異軍突起，目前已知至少有三家民營航天公司正在加速推進液氧甲烷發動機研製，也至少有三家民企在加速推進垂直回收複用火箭項目。

    新產品新技術的誕生有成功也必然有失敗，正如神舟載人飛船之父戚發軔説得那樣，建設航天強國的目標任務很重，所以需要格外強調創新。如果誰都不敢第一個吃螃蟹、不去冒風險，那就無法暴露問題、無法取得進展。

    如今的中國航天雖然距離遙遙領先的世界第一還有很長一段距離，但值得慶幸的是依託14億人口市場、世界最齊全的工業鏈條，我們已經走在正確的大路上