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                  美“火神”火箭前景如何

                  2024-01-30 08:27:00

                  來源:中國(guó)國(guó)防報(bào)

                  轉(zhuǎn)場(chǎng)中的“火神”火箭。

                  當(dāng)?shù)貢r(shí)間1月8日,美國(guó)聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司(ULA)的“火神”火箭,從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角太空軍基地發(fā)射升空,并將載荷送入預(yù)定軌道,完成首次飛行任務(wù)。

                  聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司是美國(guó)老牌火箭制造商,名下的“德爾塔”和“宇宙神”系列火箭在本世紀(jì)前15年,占據(jù)美國(guó)航天發(fā)射市場(chǎng)大部分份額。2015年,美太空探索技術(shù)公司推出可重復(fù)使用的“獵鷹9號(hào)”火箭,以低廉的市場(chǎng)報(bào)價(jià)給美國(guó)航天發(fā)射市場(chǎng)帶來較大沖擊。研制一型在技術(shù)和成本上具有相當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)力的運(yùn)載火箭,成為美國(guó)聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司的當(dāng)務(wù)之急。這也是“火神”火箭的研發(fā)初衷。由于種種原因,該火箭在推遲5年后才完成首飛。

                  關(guān)鍵技術(shù)未突破

                  此次發(fā)射的“火神”火箭為兩級(jí)半結(jié)構(gòu),芯一級(jí)裝配2臺(tái)BE-4液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī),二級(jí)采用“半人馬座”5上面級(jí),裝配2臺(tái)RL-10C氫氧發(fā)動(dòng)機(jī),助推器采用GEM-63XL固體助推器,全箭高61.6米,芯級(jí)直徑5.4米,近地軌道最大運(yùn)載能力25.8噸。從火箭方案看,芯一級(jí)、二級(jí)和助推器分別來自3家承包商,采用不同動(dòng)力結(jié)構(gòu)。多家生產(chǎn)商之間的進(jìn)度協(xié)調(diào)、產(chǎn)品研發(fā)的高度不確定性,是導(dǎo)致“火神”火箭首飛推遲5年的主要原因。這與主要部件均使用自主研制產(chǎn)品的“獵鷹9號(hào)”火箭存在差距。

                  “火神”火箭首飛成功后,外界發(fā)現(xiàn)其并未使用此前宣傳的智能重復(fù)使用技術(shù)(SMART)和集成流體管理技術(shù)(IVF)兩大智能技術(shù)。智能重復(fù)使用技術(shù)用于回收芯一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)和電氣設(shè)備,從而將芯一級(jí)成本降低65%;集成流體管理技術(shù)是研制高性能、低成本上面級(jí)的核心技術(shù),能夠大幅增加火箭執(zhí)行長(zhǎng)周期任務(wù)的適應(yīng)性。在競(jìng)爭(zhēng)激烈的商業(yè)航天發(fā)射市場(chǎng)上,只有實(shí)現(xiàn)低成本運(yùn)營(yíng),聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司才能擁有與私營(yíng)航天公司競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力。

                  發(fā)動(dòng)機(jī)來源存隱憂

                  “火神”火箭一大技術(shù)亮點(diǎn),是芯一級(jí)采用液氧甲烷推進(jìn)劑。在傳統(tǒng)運(yùn)載火箭設(shè)計(jì)過程中,由于甲烷的密度不及煤油、比沖不及液氫,因此極少被用作火箭推進(jìn)劑。近年來,隨著可重復(fù)使用火箭技術(shù)迅速發(fā)展,液氧甲烷推進(jìn)劑以價(jià)格便宜、不易結(jié)焦等優(yōu)點(diǎn)越來越受到業(yè)內(nèi)人士的青睞。

                  目前,美太空探索技術(shù)公司的“超重-星艦”、聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司的“火神”火箭和藍(lán)色起源公司的“新格倫”火箭,均采用液氧甲烷推進(jìn)劑。如果考慮到未來航班化運(yùn)輸和星際航行對(duì)推進(jìn)劑的要求,采用液氧甲烷推進(jìn)劑的火箭將擁有廣闊的應(yīng)用前景。聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司顯然看到、并希望抓住這一機(jī)遇。值得注意的是,“火神”火箭采用的液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)由藍(lán)色起源公司生產(chǎn),并與該公司的“新格倫”火箭形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。未來,隨著“新格倫”火箭走向市場(chǎng), “火神”火箭能否順利從藍(lán)色起源公司繼續(xù)獲得發(fā)動(dòng)機(jī),尚未可知。

                  市場(chǎng)占有率待提高

                  根據(jù)計(jì)劃,“火神”火箭在2024年共安排6次發(fā)射,包括4次“高價(jià)值”任務(wù)。2025年,“火神”火箭的發(fā)射次數(shù)將增至28次。雖然與太空探索技術(shù)公司年均過百的發(fā)射次數(shù)存在較大差距,但這是“火神”火箭進(jìn)入市場(chǎng)的標(biāo)志。在航天發(fā)射市場(chǎng)上,只有達(dá)到一定的任務(wù)量,才能實(shí)現(xiàn)火箭成本控制。據(jù)估算,美國(guó)聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司的年發(fā)射次數(shù)只有達(dá)到10至20次后,單發(fā)“火神”火箭的發(fā)射價(jià)格才能降至1.1億美元,具備與美太空探索技術(shù)公司“重型獵鷹”火箭競(jìng)爭(zhēng)的資格。

                  有意思的是,由于擔(dān)憂美太空探索技術(shù)公司壟斷市場(chǎng)后坐地起價(jià),美國(guó)軍方有意培植其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,在分配發(fā)射合同時(shí),有意偏向聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司。同時(shí),亞馬遜公司計(jì)劃組建低軌衛(wèi)星星座與“星鏈”系統(tǒng)展開競(jìng)爭(zhēng),“火神”火箭是其選中的載具之一。由此看來,如果發(fā)展順利,“火神”火箭在未來或?qū)碛幸欢ǖ陌l(fā)展空間。(少謀)

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