点火,升空
作为行程的最后一段,我们探访了蓝箭航天和天兵科技两家公司。这两家公司是目前我国商业火箭发射赛道中的领先者,在技术上率先建立了完整的一代产品的谱系同时也在生产能力上走在了产业前列。通过与这两家企业的交流,我们获得了更多对商业航天行业的前瞻认知。
蓝箭航天空间科技股份有限公司(蓝箭航天)在2015年就已经成立,是我国商业火箭发射行业最早成立的公司之一。2023年7月,这家公司的“朱雀2号”在酒泉卫星发射基地发射成功,成为了全球第一发成功升空的液体甲烷火箭。目前这家公司已经形成了由“朱雀”系列运载火箭和“天鹊”系列火箭发动机为主的航天产业链,并已经建起了由北京研发中心、西安和上海研发分中心、位于浙江的火箭发动机研究机构和酒泉卫星发射工位等组成的一整套研发、生产和发射体系。
图一 蓝箭航天
在火箭种类上,这家公司选择了液氧甲烷燃料火箭。这种燃料具有价格低廉、甲烷容易获取、技术要求相对液氧-液氢路线低、积碳少易于多次使用等优点。这种燃料组元被认为是未来最理想的燃料组元之一。
在技术路线上,这家公司最鲜明的特征是“关键技术自主掌握、关键产品自主研制、关键过程自主可控、关键设施自主建设”,非常重视建设完整技术链的能力。在创立时期,这家公司做出了自建火箭发射工位的决定。这个占地40余平方公里的发射场站具有完整的组装、检测和发射能力。这项投入巨大的工程为蓝箭航天带来了更大的发射自主权,使得其能够更好应对未来商业航天发射排期的竞争。“我们是商业化发射场的开拓者,后续的同类建设应该困难会小一些”专家如是说。
图二 专家分享成功经历
该如何“多快好省”进行航天发射是对所有商业航天厂家的难题。令我们有些意外的是蓝箭的第一答案是“严格的质量控制”。这家公司已经建立起了完整的质量控制体系,对于他们来说,追求更高的性能和让每一发火箭万无一失同样重要。“我们自身和友商的失败案例已经无数次证明了高成功率的重要性”,这里的专家介绍道,当经过多年发展后,商业航天终将进入首发厂家在技术上相差不大的时期。“在这个时候显然99%成功率会比90%成功率更有说服力”。
图三 专家讲解技术细节
虽然我国的商业航天发展已经由近十年,但不论是全商业链技术还是商业模式都有很多不成熟之处,尚未完全打通产业链。这里的专家介绍道,目前一个重要的应用方向是通信卫星的使用。不论是国家的“星网”计划,还是商业公司建立的通信卫星星座,其规模往往在数百颗乃至上万颗。大量通信卫星的发射可能能够提供手机直连卫星的通信服务,大大提升通信的速率。但是,这有赖于火箭发射产业的成熟。
图三 天基互联网未来图景
蓝箭航天已经拥有一支规模达到1000人的研发和生产队伍。这支队伍的工作涵盖了火箭、航天发动机生产和火箭发射的每一个要素。对技术路线的良好把握也为这家既“老资格”又新生的企业打开了市场并赢得了声誉。在这家企业对关键技术的求索和对质量的高要求上,我们深刻感受着中国航天人共有的”严谨细致,万无一失“的品质。
成立于2020年的天兵科技展现出一种强大的冲劲。这家公司在2023年4月首次发射成功了液氧煤油动力的“天龙2号”火箭,并在极短的时间内不但完成了三型“天火”航天发动机的开发工作而且具有了量产能力。目前这家公司的产品谱系包含了“天龙2号”和“天龙3号”两型火箭和三种型号的“天火”发动机,在北京、西安、郑州、张家港等地均建有研究或生产机构,正在全面推动各个型号的量产工作。
图四 天龙二号发射成功画面
当问到本公司最大的优势的时候,这里的专家笑着说:“我们最早达到量产呀。”和其他厂家有所不同,天兵的策略是全产业链采购和“小步快跑”。这种思路的体现有二:积极在全产业链中采购优良产品和快速的产品迭代。
这里的专家介绍道,其新一代“天火-12”发动机在加工工艺中大量采用了3D打印技术,依托陕西周边的大量机械加工厂家,积极联系有意长期合作并品质过硬的供应商,从而省去了大量额外开支。“我们有很严格的准入规则和品控标准,但是也会大力资助符合要求的厂家进行生产扩充和设备更新。”这里的专家说,“商业航天肯定需要大量分包商,而依托我国完整的供应链我们也没必要成为马斯克那种高度整合的公司。”
图六 专家讲解天兵科技采取的供应策略
同时在产品开发上这家公司秉持着高速迭代的思路。据介绍,在新型“天火-12”发动机的开发过程中,这家公司大量制造、持续迭代,使得这款发动机在第六次试车成功1年之内就具备了批量生产的能力。这家公司预计在2025年即可获得年产30发火箭的能力,并希望能够在新型“天龙-3”火箭的成功入轨后逐渐完成垂直起降实验。总地说,这种对任务进行优化的、激进的路线在一定程度上促进了这家公司技术的快速成熟。
图六 专家讲解企业发展思路
在技术上,这家公司也有大量创新之处。在其第一发火箭上就应用了能够在水泥路面应用民用槽车加注燃料、应用便携式装备完成火箭发射的新技术;在新的发动机开发上更是首次在发动机生产中大量运用了3D打印技术并获得良好效果。据介绍,这家公司拥有大量原航天院所中的高级技术人员,其科研团队更是达到了95%以上研究生以上的超高智力密集度。对知识和人才的重视为这家公司打上了深深的技术密集型烙印。
罗子轩:
蓝箭航天和天兵科技都是火箭发射领域的先行者。尽管两家企业技术路线并不完全相同,两年家企业都敏锐的洞察到液体火箭是未来发展趋势;相比之下,蓝箭航天成立较早,积累较多,形成了自己近乎独立的一整套研发制造发射体系。而天兵科技虽然成立较晚,却敢于大步跨越,很快就追赶上来。两家企业都依托自己的优势形成了自己的战略。
在我国商业航天大发展的时期,蓝箭航天和天兵科技走在了液体火箭研发的前列。这两家公司在技术上各有“绝活”,在生产上重视质量,展现出了积极的进取心和良好的组织架构能力。通过与这两家企业的交流,我们不仅获得了更多的技术知识,而且对本行业的现状有了更深刻的认识。我们真诚期待着中国商业航天能够走出最初的“蛮荒期”并持续获得进步。
河洛遗书,录尽上古星图
长安鸣钟,响彻九州八荒
斗转星移,日月交替
当空天工程的关键在洛水旁百锻千炼
当商业航天的新星在秦原上冉冉升起
这古老的土地,
是否会感叹于航天产业的勃勃生机
这亘古的苍穹,
是否会惊叹于中华儿女的登天神迹
关注我们,了解洛在长安的商业航天之星!
供稿:机械力量第十二期“星洛长安”支队
编辑丨戴俊逸 梁煜昕
审核丨刘琦炜 刘庆泽 文志伟