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蓝箭CEO张昌武:空天往返,未来的火箭不再有去无回

2018-08-02 19:34:00   来源:澎湃新闻网  作者: 

摘要:北京蓝箭空间科技有限公司(下文简称“蓝箭航天”)创始人张昌武近日在“2018青春上海•造就FUTURE”演讲大会演讲。

“我们要把航空的技术和航天的技术进行结合,做到空天往返,把飞机的技术运用到火箭上,把火箭发动机的技术运用在空天往返的飞行器上。将来不仅能将卫星飞行器送到既定轨道,还能实现载人,不管是失重体验,还是将来到月球的多次往返旅行。” 北京蓝箭空间科技有限公司(下文简称“蓝箭航天”)创始人张昌武近日在“2018青春上海•造就FUTURE”演讲大会上如是说。



张昌武毕业于清华大学,曾就职于汇丰银行和西班牙桑坦德银行,主要从事汽车金融等领域的工作。从金融领域投身商业航天,张昌武在2015年创办了蓝箭航天。这是一家从事火箭研制和运营的民营企业,聚焦中小型商业航天应用市场,致力于研制具有自主知识产权的液体燃料火箭发动机及商业运载火箭,专注研制独立、自主、可控液氧甲烷航天发动机及液氧甲烷火箭。


2018年3月20日,蓝箭航天10吨级液氧甲烷火箭发动机推力室试车成功。这款发动机被命名为“凤凰”,寓意吉祥和谐、一飞冲天。而蓝箭航天也成为继Space X、Blue Origin(蓝色起源)之后,世界第三个、中国第一个掌握液氧甲烷发动机技术的商业航天公司。


根据蓝箭航天设定的核心任务节点:2018年,完成“凤凰”百吨级发动机的研制;2019年,将基于这款发动机的中型液氧甲烷液体火箭生产完毕到出厂的状态,并争取获得发射许可;2020年,完成发射,正式商业化。


“低成本、高频次成了现在商业火箭的关键词。”张昌武认为,要实现这两个目标,让火箭可重复使用,就必须让液氧甲烷从历史的技术库里走上神坛。



液氧甲烷成本低,“民用甲烷价格普遍在3-5块钱一公斤,相比于我们航天的煤油,液氢液氧,它的价格算白菜价。”液氧甲烷无毒无污染,比冲高,动力强,燃烧之后不结焦,在未来的航天事业中将扮演重要角色。


“火箭到现在仍然是一个作品,而不是一个产品,更谈不上是一个商品。”批量化的生产能有效降低火箭生产成本。张昌武认为,如何大规模生产,提高火箭的产能,保证火箭的可靠性,是所有火箭制造商的新课题。


在重复使用上,张昌武用航空和航天相比,每一个老百姓都坐得起飞机,这是因为飞机所代表的航空是可以重复使用的。而原先航天领域的火箭“是一张单程票”,把特定载荷送到预定轨道便结束了使命。


“但未来的火箭不再是一次有去无回的旅程。”张昌武认为,火箭的发展趋势也将航空化,将航空技术与航天技术相结合,建设空天往返系统。火箭有去有回,一面可实现成本降低,另一面回收积累下来的大量数据,“为将来人类登上月球、火星做好技术积累。”


要实现商业火箭从量变到质变的转化,火箭在研发制造中不仅要满足环保、经济的要求,还必须做到重复性使用。他希望未来的火箭“能做到20-100次的复用”。产量上,“每年能实现50-100发”,最终将人类进入太空的成本从目前的1-2亿美元降到1000万元人民币,甚至更低。


“商业航天的关键在航天,而不是商业。在做航天的过程中,不能过于突出商业化,更要回归航天的本质。”从2015年开始,国内商业航天产业密集发展。在张昌武的眼里,这仍然是一个“充满想象力和情怀的领域”,他希望每一个中国人都能关注。



以下是演讲实录:


我创办了北京蓝箭空间科技有限公司。作为国内首家民营运载火箭企业,过去三年里,我们见证了中国商业航天的快速成长。


火箭,在航天领域是运输性工具。火箭把一个载荷从地面运送到它的任务轨道,在这个过程中,火箭的核心任务是到达一个制高点。


火箭在整个航天工业里也是至高无上的。是什么造就了航天工业体系?客观的说,是火箭。是什么造就了火箭?是国防工业。所以从诞生之初,运载火箭就是跟国防、军工、弹道导弹技术紧密相连的一个运载工具。


在过去半个多世纪里,运载火箭承担的使命,更多的是国家任务,例如深空探测、军事发射。在2000年以后,这个领域发生了翻天覆地的变化。Space X在2002年注册成立。在这之前,是蓝色起源(Blue Origin)。时至今日,美国除了这两家火箭民营巨头,还有另外小十家民营运载火箭企业。在过去10年里,美国将进入太空的运载能力悄无声息地转移到了民间,让更广泛的企业拥有进入太空的能力。这催生了我们新一代低轨开发的热潮,也在2015年,我们国内商业航天的环境向前推动了一大步。


去年年底,美国颁布了新的开通法案,在航天技术突飞猛进的今天,我们不仅把视角聚焦到低轨开发,同时我们也提出全新的再次重返月球的想法。国家层面,美国、俄罗斯有重返月球的计划。很多私营企业也有重返月球的计划。这是因为在未来太空商业的开发过程中,不仅有面向空间载荷的商业服务,未来的人类还会走出地球,去低轨进行太空失重体验,去进行更遥远的星际旅行,再进一步开拓火星。在航天技术突飞猛进的大背景下,这一切都不再遥远。


是什么造就了运载火箭?从产品上说,是液体火箭发动机。每一个拥有运载火箭技术的国家,最核心的一项技术就是液体火箭发动机。只有一款规模适当的液体火箭发动机,才能托举起一个规模相当的火箭。只有我们具备进入太空的能力,才能进一步发展人类的太空事业。不管是中国液化系列的航天发动机,还是Space X的猛禽、蓝色起源的BE-4这样的新型发动机,都是每个国家进入太空的核心中的核心。


在国内,我们的航天基础处于世界一流地位。我们站在中国航天人60年的肩膀上持续开发液氧甲烷发动机。人类为什么需要液氧甲烷?因为原来的火箭都是一次性的,承担的使命是一张单程票,把特定载荷送到轨道。但未来的火箭不再是一次有去无回的旅程,而是要做到重复使用,做到低成本、高频次发射。


低成本、高频次成了现在商业火箭的关键词。如何实现火箭的可重复使用呢?这时候液氧甲烷就从历史的技术库里走上神坛。


液氧甲烷的特点是特别经济。液氧甲烷燃烧之后完全没有结焦。从综合性能比冲的角度,它优于煤油,略劣于氢氧,这样一款推进剂在未来航天中将扮演异常关键的角色。


甲烷就是我们生活中用到的液态天然气。它的一个核心特点是无毒无污染。火箭发射过程中,在一级落区有残渣落下来,冒着红烟。之所以有红烟,是因为火箭里有有毒的飞行器介质。但未来的航天推进剂,不会允许有毒推进剂的存在。


从综合性价比上讲,目前民用甲烷价格普遍在3-5块钱一公斤。相比于我们航天的煤油,液氢液氧,它的价格算白菜价。


我们一直思考可重复使用的火箭是不是能复飞、复飞的成本是怎样的。通过液氧、煤油的组合来实现火箭高频次的复飞,有着不可克服的难题。这个难题最主要是由推进剂组合带来的。而甲烷之所以成为Space X发动机的来源,成为蓝箭在开发下一代发动机中的首选,就是因为液氧和甲烷烧完之后只产生一氧化碳、二氧化碳和水,没有任何残留,大大降低火箭发动机在复飞和飞行过程中的修复成本。


甲烷不是一个新技术,之所以现在走上舞台,也是从火箭的复飞、从液氧甲烷综合比冲的性能、从液氧甲烷可以托举起火箭的规模和角度这几个方面考虑的。甲烷是一个比冲较高、动力超强的推进剂。


我们从2016年下半年开始研制中国第一款民用液氧甲烷发动机,目前为止已经完成整个发动机80%的生产制造。今年下半年会在蓝箭自己的试标台上,对发动机进行一系列试验,确保它是一款经得起太空飞行考验的火箭发动机。


相比较于航空发动机,火箭发动机并不是神秘的机制装置。火箭发动机最重要的不仅仅是设计,更重要是在后期不断试验考核,通过我们地面各种状态的验证,来保证它能进入到太空异常恶劣的环境中工作的状态。


我们需要什么类型的火箭进入太空去开发未来的低轨市场呢?我们认为,中型运载火箭是目前唯一可以托举起未来低轨发射市场的火箭发射序列。通常意义上,低轨运载能力在4吨到10吨级的火箭被称为中型运载火箭。


关于重复使用问题,航空和航天的一个巨大区别就是,航空的机票能做到让每一个老百姓都能乘坐得起,因为航空能重复使用。未来火箭发展趋势也是让它航空化、多次使用。一方面降低成本,另一方面,在可回收过程中积累大量数据,为将来人类登陆月球、火星做好技术积累。


火箭到现在仍然是一个作品,而不是一个产品,更谈不上是一个商品。所以,如何大规模生产,比如将汽车工业、航空工业等先进生产制造的经验跟航天工业的经验结合,提高火箭的产能,保证火箭的可靠性,是所有火箭制造商的新课题。


我们要打造一款面向于未来低轨、中级轨火星发射市场的优质运载火箭。我们需要满足环保、经济、快速响应的要求,做到在发射场不超过七天的发射准备时间,并且能做到20-100次的复用,每年能实现50-100发的产量。这样商业航天才能从量变走向质变,人类进入太空的成本也将从目前1亿、2亿美元降到1000万人民币,甚至更低。


不管对于蓝箭这样的私营企业,还是国家队,还是世界上各个航天领域的佼佼者,我们都要把航空的技术和航天的技术进行结合,能够做到空天往返,把飞机的技术运用到火箭上,把火箭发动机的技术运用在空天往返的飞行器上,做到空天往返系统的建设。将来不仅能将卫星飞行器送到既定轨道,还能实现载人,不管是失重体验,还是将来到月球的多次往返旅行。一款空天往返的空天飞机成为我们航天工业发展的下一个新目标,成为新的里程碑。


正如火箭一样,只有一台高效的液体火箭发动机,才能支撑起空天往返的运输系统。我们也会在后续的五年时间里,通过发动机、液体火箭、空天飞机的技术路线,去实现中国人的航空梦、航天梦、太空梦。


航天一直是封闭在较小范围内的事业,从2015年开始国内的商业航天产业密集快速发展。我们也希望在未来,伴随互联网经济、消费经济向前发展的过程中,能有更多人关注中国航天事业的发展。


航天虽然在日常生活中看不见摸不着,但其实不管从国家安全角度,还是我们日常使用的定位导航服务,航天无处不在。所以在这样一个充满想象力和情怀的领域,需要我们每一个中国人的关注,中国的航天事业才能持续走在世界前列。


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