天兵科技这家公司在国内算老玩家了。之前主打的是液氧煤油路线,天龙系列火箭是他们的招牌产品。 这回突然拿出"天火21"液氧甲烷发动机,等于换了赛道。方案里选的是全流量分级燃烧循环,这条技术路线目前只有SpaceX真正跑通过。 天兵一上来就冲着最高难度去,胃口不小。 从公开规划参数看,“天火”21的海平面推力为2450千牛,与SpaceX目前公开的Raptor 3海平面型250吨力、约2452千牛已经处在非常接近的量级。 但仅凭推力不能判断两款发动机水平高低。“天火”21目前尚未公开燃烧室压力、整机质量、推重比、真空比冲以及完整试车数据,而Raptor 3已经进入实际飞行应用阶段,因此两者距离还不能靠一张参数表下结论。 有几项关键数据这次没披露。真空比冲、燃烧室压力、发动机质量、推重比,全都没提。业内人一看就懂,这几项才是真正见功夫的地方。 "猛禽2"推重比做到141以上,整机重量只有1630公斤左右。"猛禽3"推重比冲到180以上,重量压到1525公斤。 这些数字都是几十年工艺积累烧出来的。 全流量分级燃烧循环是个什么概念?我们用大白话解释一下。 普通发动机烧完预燃气会浪费一部分能量,这种循环把所有推进剂都送进主燃烧室,效率最高,但工艺最难。苏联60年代搞过RD-270样机,没上过天。 美国本世纪初也搞过验证机,停在了试验台上。 真正把它送上天的,全球就SpaceX一家。 正因为门槛这么高,"天火21"曝光后国外航天圈也在围观。有海外爱好者把"天火21"跟"猛禽3"的参数图拼在一起做对比,转发之后被马斯克刷到了。 他在社交平台上回了一句,大意是不建议新公司去仿"猛禽3",因为外表看着简单,内部几何结构非常复杂,制造只能靠深度改装过的激光增材设备。 这话说得客气,味道不对。我们琢磨琢磨,里面藏着三层意思。头一层是抬价,把"猛禽3"的门槛拔高到"只有我能做"的位置。 第二层是打压,专挑天兵刚经历"天龙三号"事故的节骨眼上开口。 第三层最狠,他强调壁垒在"深度改装"的工艺上,等于告诉后来者,就算买到同款3D打印机也白搭。 说到"天龙三号",这枚可回收中型液体火箭是天兵重点押注的项目。 此前在河南巩义进行一子级动力系统试车时,火箭主体出现意外,从试车台上脱离升空后坠毁。这个事故对研发节奏和资本信心都是打击。 在这样的档口推出"天火21",多少有稳定投资人预期的考虑。马斯克的话有他的底气。"猛禽"从图纸到上天,SpaceX摔了不止十次。 2019年"星虫"完成短距离跳跃试验,2020年"星舰"SN8高空点火后落地爆炸,中间失败次数数不清。今年这一年,"星舰"第三代继续在做飞行试验,进展也不是一帆风顺。 连SpaceX这样的公司都在踩坑,中国的追赶者压力可想而知。 要把"天火21"从PPT变成能飞的实物,天兵手里横着几道硬关。头一个是富氧预燃室的烧蚀问题。高压高温下的纯氧几乎能吃掉所有金属,工程上得靠特殊涂层加精密冷却结构去扛。 第二是涡轮泵的低温空化。甲烷液温零下160多度,泵一转起来稍有不慎就形成气泡,把叶轮打坏。 第三是燃烧室的材料承压极限。第四是激光增材制造的良品率。 第五是整机系统的耦合震动匹配。每一项都是花钱花时间硬堆出来的。 马斯克说的"深度改装的激光增材技术",指向的就是SpaceX围绕这套设备积累的工艺参数库。硬件可以复制,参数库复制不了。 国内液氧甲烷这条路也不是天兵一家在走。蓝箭航天的朱雀二号已经用"天鹊"12发动机成功入轨,是全球头一款把液氧甲烷送上天的火箭。 九州云箭、深蓝航天、星际荣耀几家都有自己的型号在推进。国家队也在推进80吨级、200吨级等液氧甲烷发动机研制。 天兵这次跳到全流量补燃这个方向,是想跨过分级燃烧的常规阶段,直接对标世界最前沿。这种打法回报大,风险也大。 同行里有稳扎稳打先把分级燃烧吃透的思路,也有天兵这种一步到位的思路。哪种路径能跑出来,市场几年后就会给答案。 我们外行看热闹的,真不用急着下结论。 再拉大一点看,中美两国在可重复使用运载火箭这个赛道上已经短兵相接。 美国那边除了SpaceX,还有蓝色起源的"新格伦"、火箭实验室的"中子"。 中国这边,长征十号甲、力箭二号、朱雀三号、天龙三号、引力二号,五六个型号扎堆亮相。 低轨卫星互联网的商业需求,倒逼所有玩家往复用方向卷。马斯克这次专门为一家中国民营公司的方案发声,本身就说明问题。 他平时对中国航天动向发言不多,最多转两句相关新闻。这回主动开腔,等于承认了中国商业航天的追赶速度已经进入他的视野。 今年上半年,中国航天发射次数继续保持在全球前列,商业发射占比进一步提升。SpaceX前面还很稳,后面已经能听见脚步声。 对天兵科技来讲,眼下更紧要的事情是把"天龙三号"的可靠性问题彻底解决。基本盘稳住了,下一代发动机才有说服力。 步子迈太大容易扯着,
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