可回收复用发动机为何这样难?中国商业火箭如何突围?

来源:新派网
2025-12-22 16:57:34
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“十五五”规划将商业航天纳入国家战略,当下,产业发展直指当前行业的最大“卡点”——稳定、低成本的可重复使用火箭技术。行业标杆SpaceX已将成本降至传统火箭的十分之一,而国内企业的追赶竞赛已进入最关键的验证窗口:朱雀三号刚刚完成首次入轨级回收尝试;国家队的长征十二号甲也计划于本月下旬迎来首飞;在这条并行冲刺的赛道上,深蓝航天的“星云一号”同样已进入发射倒计时,即将迎来首次入轨与垂直回收的双重考验。

一、起点:用“跳跃”验证火箭的回收能力

任何火箭回收的构想,都必须首先回答:能让火箭平稳地垂直起降吗?深蓝航天的回答是一系列被业内称为“蚱蜢跳”的实体飞行。

2021年7月,一枚单发动机动力、约10米高的试验火箭,完成了国内首次液氧煤油火箭的垂直起飞与垂直降落(VTVL)自由飞行。同年10月,飞行高度提升至百米级;2022年5月,进一步突破至公里级。在不到一年时间里,通过三次迭代,深蓝航天完成了低空回收的全部核心工程试验,成为全球第二家走完这一流程的公司。

这些跳跃,绝非简单的“原地起降”。它们闭环验证了可回收火箭最底层的几项能力:发动机的快速推力调节与重复启停、箭体姿态的稳定控制、着陆段的导航制导精度。这为后续复杂的入轨回收,积累了宝贵的初始“肌肉记忆”和数据。

2021年7月23日,深蓝航天完成了国内首次液氧煤油火箭垂直回收飞行试验

二、核心:锤炼能“收放自如”的发动机

可回收火箭的发动机,与一次性火箭有本质不同。它必须既能全力输出,又能精细调节、耐受多次启停。

深蓝航天为其“星云”系列火箭配套的“雷霆”发动机,有清晰的技术攻关的轨迹:

2022年9月,完成同台发动机的二次起动试车,标志着雷霆R发动机已经具备了可重复使用能力;2023年8月,完成国内首次液氧煤油发动机全飞行时序三次起动试车;2023年11月,成功实现40%-100%推力的在线连续调节;2024年1月,完成发动机整机摇摆试车。

每一次专项试车,都是为回收任务中的一个具体动作做准备。当一台发动机历经了重复点火、深度节流、长程工作、灵活摇摆等一系列极限考核后,它才真正配得上“可重复使用”的标签。

三、门槛:征服多台发动机并联

将多台可回收发动机并联协同工作,是从技术部件迈向工程产品的关键一跃。这涉及到推进剂均流、燃烧稳定、毫秒级点火同步、振动抑制以及故障下的推力重分配等一系列极端复杂的系统问题。

在SpaceX的早期历史中,猎鹰9号的九机并联调试难题,曾让马斯克和他的团队无数次濒临崩溃。在2006至2008年,按部就班地完成了单台、双台、三台、五台,最终才增加到九台发动机的并联动力系统试车。

如今,深蓝航天走到了相同的关口。2024年,深蓝航天“星云一号”一子级完成了单机、三机并联动力系统试车。2025年11月,深蓝航天实现了九台发动机的并联动力系统试车。

2008年5月29日,猎鹰9号一级动力系统五机并联试车

2025年11月1日,星云一号一级动力系统九机并联试车圆满成功

跨越九机并联这道门槛,深蓝航天从掌握了“可回收动力”,进阶到掌握了“可回收中型火箭系统”的集成能力。

四、商业化和更大的发动机、更大的梦想。

目前,深蓝航天的工作重心,已从关键技术攻关,转向“星云一号”的首飞准备与早期商业运营部署。“星云一号”计划于2026年春节前后发射,其核心任务是通过验证入轨发射与一子级垂直回收的全流程,将多年积累的技术能力转化为可重复、低成本的太空运输服务。

“星云一号”火箭二子级动力系统试车圆满成功

与此同时,面向未来大规模星座组网等更高运力需求,深蓝航天已同步推进“星云二号”大型可回收火箭的研制。其核心动力、130吨级液氧煤油发动机“雷霆RS”已成功完成整机点火试车,将为“星云二号”提供强劲动力,瞄准近地轨道十吨级以上的主流商业发射市场。随着大推力可回收发动机技术的突破,商业航天真正的高效、规模化“大火箭”时代正加速到来。

“星云一号”火箭“雷霆RS”发动机

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