「一百三十吨,烧满一百秒」:星云二号的主发动机跨过关键一关

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8 月 21 日,深蓝航天宣布:130 吨级液氧煤油发动机“雷霆-RS”在液体火箭发动机及动力系统试车基地完成 100 秒长程热试车,实测推力达 1297.5 千牛(约 132.3 吨力),各项参数全面达到设计预期(据 IT之家报道)。这台发动机是深蓝航天大型可回收火箭“星云二号”的配套主力动力装置。

对火箭而言,试车时长不是随便定的。火箭上升段的核心工作时段通常只有一百多秒,能让发动机在额定点连续稳定燃烧 100 秒,意味着推力室热防护、涡轮泵、阀门与整机系统经受住了接近真实飞行的热负荷和结构载荷。深蓝航天将其称为“跨过 100 秒稳态门槛”,并表示这是国内推力最大的燃气发生器循环针栓式液氧煤油发动机的一次技术跨越。

技术路线:一条被猎鹰 9 验证过的老路

“燃气发生器循环 + 针栓喷注器 + 液氧煤油”,这套组合乍看并不激进,甚至有点“复古”,但它恰好是 SpaceX 猎鹰 9 主发动机梅林的配方。

燃气发生器循环是开式循环:一小部分推进剂先烧一遍去驱动涡轮泵,燃气随后直接排掉、不进燃烧室。代价是比冲略低于分级燃烧循环,好处是系统简单、零部件少、抗热疲劳能力强,造得出、修得起、飞得勤。对以“重复使用”为目标的火箭来说,皮实和便宜往往比极致性能更重要。

针栓喷注器的意义则在于节流。这种构型最早因阿波罗登月舱下降发动机而闻名,结构上天然便于大范围调节流量,让发动机可以深度节流。而火箭回收的最后一步,反推着陆,恰恰依赖这种“说松油门就松油门”的能力。再叠加金属 3D 打印一体成型对制造链条的压缩,这条路线在工程上的成熟度,是它被反复选中的原因。

竞赛语境:动力定型,整箭才有得谈

国内的商业可回收火箭竞赛,已经进入动力定型期。蓝箭航天的朱雀三号押注液氧甲烷与分级燃烧路线,天兵科技的天龙三号同样瞄准大型可回收运载。各家技术取舍不同,共同点却很明确:谁的主发动机先完成长程考核、谁的一子级先真正落回来,谁就能在下一轮发射订单里占据身位。

需求端也不缺故事。低轨星座的组网规模以万计,千帆星座、国网星座的部署节奏,最终都卡在发射能力这个瓶颈上。可回收火箭把单位载荷的发射成本压下来,是这些星座从“规划”走向“在轨”的前提。而发动机作为火箭研制周期最长的分系统之一,它的进度基本框定了整箭的首飞窗口。

简短点评

发动机长程试车是商业航天里最不性感、也最骗不了人的环节:参数达没达标,试车台上见分晓。100 秒稳态燃烧验证的是整机可靠性与推力室热防护,但距离“可回收”三个字,后面还有多次点火、深度节流、着陆缓冲、复飞检测等一连串关口,任何一环掉链子,前面的投入都要打折。

更值得玩味的是路线选择本身。在“更先进的循环方式”与“更耐造的循环方式”之间,深蓝航天和当年的 SpaceX 一样选了后者——先让飞行与回收的商业模式跑通,性能的账以后再算。这条路走得慢,但每一公里都铺在已被验证的经验上;能不能走完,就看星云二号接下来的整机试验与发射台表现了。

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