據(jù)“星際榮耀”公司官方微信公眾號(hào)消息，2019年7月25日13點(diǎn)，該公司的“雙曲線一號(hào)”火箭在酒泉發(fā)射升空，成功把載荷送入預(yù)定軌道。這是中國(guó)民營(yíng)火箭公司第三次嘗試發(fā)射衛(wèi)星，也是首獲成功。

雙曲線一號(hào)火箭結(jié)構(gòu)示意圖

據(jù)悉，雙曲線一號(hào)”為四級(jí)固體小型運(yùn)載火箭，箭體直徑為1.4米，全箭總長(zhǎng)20米，起飛質(zhì)量31噸，起飛推力58.6噸，近地軌道的運(yùn)載能力為300公斤。本次發(fā)射搭載了航天科工空間工程發(fā)展有限公司和北京理工大學(xué)的兩顆衛(wèi)星，搭載了三個(gè)末子級(jí)載荷，以及兩個(gè)商業(yè)配重。

星際榮耀成立于2016年10月，2017年8月正式投入運(yùn)營(yíng)，是提供運(yùn)載火箭研制和發(fā)射服務(wù)解決方案的民營(yíng)商業(yè)航天企業(yè)。

2018年4月5日，星際榮耀曾經(jīng)成功在海南發(fā)射“雙曲線一號(hào)S”火箭，那次是亞軌道飛行測(cè)試，不入軌。本次是入軌發(fā)射，載荷要達(dá)到能環(huán)繞地球運(yùn)行的第一宇宙速度。

在中國(guó)民營(yíng)航天公司中，除了星際榮耀，還有兩家也曾嘗試發(fā)射軌道火箭并運(yùn)送衛(wèi)星。

2018年10月27日，“藍(lán)箭航天”曾用“朱雀一號(hào)”固體火箭嘗試發(fā)射衛(wèi)星，但遺憾的是，衛(wèi)星在最后階段沒能入軌。藍(lán)箭首次拿到中國(guó)民營(yíng)運(yùn)載火箭發(fā)射許可證，并獲得官方正式的服務(wù)支持。

2019年03月27日，另一家民營(yíng)航天企業(yè)“零壹空間”在酒泉發(fā)射“重慶兩江之星”固體運(yùn)載火箭，但火箭在一級(jí)分離后失去控制，發(fā)射任務(wù)遺憾告敗。

細(xì)心的朋友會(huì)注意到，三次民營(yíng)航天公司都采用是固體運(yùn)載火箭。借這個(gè)事件，我們來普及一下火箭發(fā)動(dòng)機(jī)這方面的知識(shí)。

顧名思義，采用固體推進(jìn)劑的火箭稱為固體火箭；采用液體推進(jìn)劑的火箭稱為液體火箭。總體來講，液體推進(jìn)劑的性能優(yōu)于固體推進(jìn)劑，所以運(yùn)載火箭大多采用液體推進(jìn)劑。液體火箭的推進(jìn)劑分別貯存在火箭的氧化劑箱和燃料箱內(nèi)，工作時(shí)由輸送系統(tǒng)將它們送入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室；而固體火箭的推進(jìn)劑就貯存在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)，無需貯箱和輸送系統(tǒng)，方便機(jī)動(dòng)發(fā)射和儲(chǔ)存。

液體火箭和固體火箭燃料上有什么區(qū)別？

主流的液體火箭通常使用的燃料包括，四氧化二氮/偏二甲肼；液氧/煤油，以及液氫/液氧，甚至液氧甲烷。馬斯克未來用于發(fā)射“星際飛船“的“猛禽‘發(fā)動(dòng)機(jī)，貝索斯的BE4發(fā)動(dòng)機(jī)以及中國(guó)民企藍(lán)箭航天正在研制的”天鵲“發(fā)動(dòng)機(jī)都是液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)。

固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料比較復(fù)雜：

氧化劑，最常用的是：過氯酸銨，其他的有過氯酸鉀、鈉、鋰，硝酸銨、鉀、鈉、鋰；

金屬燃料，最常用的是鋁，特別是超細(xì)鋁粉，其他有氫，碳，鋰，鈹，硼，鎂粉末；

粘結(jié)劑，使氧化劑和金屬燃料等固體粒子粘結(jié)在一起成為彈性基體，并為燃燒提供C、H等燃料元素。有聚氯乙烯，聚氨酯，聚丁二烯等；

固化劑，使上述的東西成為固體；

增塑劑，降低粘度，增加流動(dòng)性，改善力學(xué)性能。

液體火箭和固體火箭的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？

液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于燃料易于制取、通常從石油或化工原料中可以直接制成，燃燒的比沖大、推力強(qiáng)勁、持續(xù)性好，所以，世界上多數(shù)的大推力運(yùn)載火箭都使用液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，像我國(guó)的“長(zhǎng)征”系列運(yùn)載火箭，絕大多數(shù)都使用液體發(fā)動(dòng)機(jī)作為推進(jìn)系統(tǒng)，少量采用的固體推進(jìn)器也只是輔助手段。

但是液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料灌裝和存儲(chǔ)困難、技術(shù)要求高、同時(shí)使用風(fēng)險(xiǎn)很大，液體燃料經(jīng)常伴隨著高揮發(fā)性和毒性，像我國(guó)發(fā)射衛(wèi)星使用的“長(zhǎng)征”運(yùn)載火箭主要使用偏二甲肼為燃料，這就是一種集揮發(fā)性和劇毒為一體的燃料，同時(shí)，液體火箭的體積也很大，轉(zhuǎn)移和機(jī)動(dòng)都很困難。

固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是目前小型火箭、火箭炮彈藥、多數(shù)軍用導(dǎo)彈的主流動(dòng)力源，其燃料易于工業(yè)制成，同時(shí)便于存儲(chǔ)和運(yùn)輸，基本沒有揮發(fā)性和借助空氣傳播的毒性，所以安全性比較好，而且壽命很長(zhǎng)，能夠存儲(chǔ)十多年，而液體燃料最多三個(gè)月就會(huì)變質(zhì)。

但是固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒比沖較小、燃燒延續(xù)時(shí)間較短、同時(shí)整體的燃料質(zhì)量很大、又受到固體燃料燃燒性質(zhì)的影響，所以用途受到限制。

為什么民營(yíng)企業(yè)初始航天發(fā)射都采用固體發(fā)動(dòng)機(jī)？

2018年年底，騰訊科技曾對(duì)藍(lán)箭航天張昌武進(jìn)行過專訪，正好也問到了這個(gè)問題。他表示，對(duì)于民營(yíng)企業(yè)來講，把火箭制造出來仍然是一件很有挑戰(zhàn)的事情。研發(fā)火箭的保障措施：包括供應(yīng)體系，測(cè)試體系，都需要慢慢建立。如何把社會(huì)資源利用起來，把供應(yīng)鏈條打通，這也是一個(gè)有挑戰(zhàn)的事情，或者說這本身比我們的火箭設(shè)計(jì)更具挑戰(zhàn)。從技術(shù)上來講，固體火箭的研制周期比液體火箭要短，可靠性要好，但未來的大方向還是研制液體火箭。

據(jù)悉，藍(lán)箭正在研制80噸推力的液氧甲烷的“天鵲”液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。本月19日和21日，該公司的“天鵲”液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)100%推力100秒試車成功。星際榮耀的15噸級(jí)液氧/甲烷變推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)—;—;焦點(diǎn)一號(hào)也已經(jīng)完成了整機(jī)200秒長(zhǎng)程試車。

如何用肉眼區(qū)別固體火箭和液體火箭？

不同燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)尾焰各不相同，但總體來講液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)尾焰較輕，固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)通常濃煙滾滾。這一點(diǎn)可以從過去航天飛機(jī)發(fā)射的時(shí)候明顯看得出來。

我們來簡(jiǎn)單了解一下航天飛機(jī)的結(jié)構(gòu)：航天飛機(jī)兩側(cè)捆綁的是固體火箭助推器，航天飛機(jī)本身在尾部有3個(gè)液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)，航天飛機(jī)腹部有一個(gè)巨大的外掛燃料箱，里面盛放的是液氫和液氧。航天飛機(jī)發(fā)動(dòng)時(shí)，固體推推器的滾滾濃煙完全把氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)纖弱的尾焰完全掩蓋掉！