藍(lán)箭航天：打好液體火箭這場(chǎng)硬仗

岳麗麗

藍(lán)箭航天創(chuàng)始人張昌武。小步快跑地進(jìn)行迭代是必要的，但前提是在正確的方向和產(chǎn)品定位上，而不是“今天做個(gè)小型的火箭，明天做個(gè)大型的火箭”

2018年10月，全國(guó)首枚民營(yíng)運(yùn)載火箭“朱雀一號(hào)”完成發(fā)射，藍(lán)箭航天迎來(lái)成立后的首個(gè)高光時(shí)刻。

但在創(chuàng)始人張昌武的規(guī)劃中，固體火箭只是“前奏”，正在積極推進(jìn)的液體運(yùn)載火箭“朱雀二號(hào)”才是藍(lán)箭航天的主旋律。

對(duì)藍(lán)箭來(lái)說(shuō)，這是一場(chǎng)硬仗。“不論是資金、人員的投入還是研發(fā)的復(fù)雜度都要遠(yuǎn)超一號(hào)”，如果2021年“朱雀二號(hào)”能夠按照預(yù)期成功發(fā)射，對(duì)中國(guó)民營(yíng)航天和藍(lán)箭都將是一個(gè)新的里程碑。

對(duì)藍(lán)箭來(lái)說(shuō)，這是一場(chǎng)硬仗?！安徽撌琴Y金、人員的投入還是研發(fā)的復(fù)雜度都要遠(yuǎn)超一號(hào)”，如果2021年“朱雀二號(hào)”能夠按照預(yù)期成功發(fā)射，對(duì)中國(guó)民營(yíng)航天和藍(lán)箭都將是一個(gè)新的里程碑。

液體火箭才是主旋律

2014年底，我國(guó)出臺(tái)政策鼓勵(lì)社會(huì)資本進(jìn)入航天市場(chǎng);2015年5月，航空航天裝備被列為十大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一，國(guó)內(nèi)民營(yíng)火箭行業(yè)的發(fā)展迎來(lái)風(fēng)口。

早在風(fēng)口來(lái)臨前的2014年初，張昌武就有了著手籌備一家民營(yíng)商業(yè)火箭公司的想法。他通過(guò)接觸了解到火箭行業(yè)源于現(xiàn)在的藍(lán)箭航天集團(tuán)主席，也是原中國(guó)衛(wèi)星發(fā)射測(cè)控系統(tǒng)部航天系統(tǒng)工程高級(jí)工程師王建蒙。

那時(shí)候，民營(yíng)火箭企業(yè)在經(jīng)營(yíng)上并沒(méi)有先例可循?！熬拖竦蔚纬霈F(xiàn)的時(shí)候還沒(méi)有網(wǎng)約車的概念，民營(yíng)火箭企業(yè)在當(dāng)時(shí)聽(tīng)起來(lái)是不可思議的。”在發(fā)展過(guò)程中如何打開(kāi)政策的通路，如何認(rèn)清和國(guó)家隊(duì)的關(guān)系，如何吸引優(yōu)秀的體制內(nèi)航天人才等都是需要考慮的問(wèn)題。

但這恰恰能讓擅長(zhǎng)企業(yè)經(jīng)營(yíng)的張昌武發(fā)揮其所長(zhǎng)。

張昌武曾就職于匯豐銀行和西班牙桑坦德銀行。他認(rèn)為，無(wú)論什么行業(yè)本質(zhì)上都是經(jīng)營(yíng)公司，技術(shù)只是火箭研發(fā)企業(yè)其中的一個(gè)組成部分，如何搭建技術(shù)、制造、供應(yīng)鏈、財(cái)務(wù)管理等一整套體系，保證體系有效運(yùn)行，滿足市場(chǎng)需求才是關(guān)鍵。

用互聯(lián)網(wǎng)思維造火箭這個(gè)說(shuō)法可能不是那么準(zhǔn)確，但不可否認(rèn)的是，這個(gè)行業(yè)也是以快為勝的，如張昌武所說(shuō)：小步快跑。

為了率先實(shí)現(xiàn)行業(yè)內(nèi)準(zhǔn)入的突破，打響藍(lán)箭的“第一槍”，張昌武決定先快速研發(fā)出一款固體火箭敲開(kāi)“大門”，這讓藍(lán)箭率先成了國(guó)內(nèi)唯一走通設(shè)計(jì)、控制、測(cè)量、發(fā)射場(chǎng)支持、故障分析能力全流程的民營(yíng)運(yùn)載火箭企業(yè)，同時(shí)打通了民營(yíng)運(yùn)載火箭行業(yè)準(zhǔn)入、監(jiān)管、實(shí)施等一系列體制。

作為重頭戲的“朱雀二號(hào)”則沿著更加審慎的路線慢步前行。事實(shí)上，早在2016年，“朱雀二號(hào)”就和“朱雀一號(hào)”齊頭并進(jìn)投入研發(fā)。

在商用領(lǐng)域，固體火箭燃料被國(guó)家嚴(yán)格管控且價(jià)格較貴，另固體火箭載荷環(huán)境差，無(wú)法復(fù)用，在商業(yè)航天領(lǐng)域很難發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。

液體發(fā)動(dòng)機(jī)則可以通過(guò)可回收火箭的重復(fù)利用來(lái)提升發(fā)射頻率，降低研制成本，進(jìn)而提高發(fā)射價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)力。因此，對(duì)民營(yíng)企業(yè)來(lái)說(shuō)，液體火箭有著顯著的優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)行業(yè)玩家相繼掉轉(zhuǎn)“箭”頭準(zhǔn)備研發(fā)液體火箭的時(shí)候，藍(lán)箭已經(jīng)為自己爭(zhēng)取了5～6年的時(shí)間優(yōu)勢(shì)。

建立“液氧甲烷”里程碑

在液體火箭各種推進(jìn)劑組合中，液氧甲烷被公認(rèn)為最佳選擇。

2019年，藍(lán)箭的“天鵲”80噸級(jí)液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)全系統(tǒng)試車。該發(fā)動(dòng)機(jī)成為繼美國(guó)SpaceX的猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)、藍(lán)色起源的BE-4發(fā)動(dòng)機(jī)之后，世界第三臺(tái)完成全系統(tǒng)試車考核的大推力液氧甲烷火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。

截至2020年8月底，藍(lán)箭航天已經(jīng)圓滿完成“天鵲”80噸、10噸級(jí)兩型發(fā)動(dòng)機(jī)多項(xiàng)全系統(tǒng)熱試車考核?！爸烊付?hào)”液體運(yùn)載火箭也完成多項(xiàng)重要地面試驗(yàn)，各分系統(tǒng)部組件已陸續(xù)交付。

“朱雀一號(hào)”發(fā)射至今的兩年，藍(lán)箭的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)從100多人增長(zhǎng)到了近400人，供應(yīng)商數(shù)量也增至5倍多。

藍(lán)箭擁有國(guó)內(nèi)唯一一個(gè)民營(yíng)航天發(fā)動(dòng)機(jī)智能制造基地，涵蓋發(fā)動(dòng)機(jī)裝配車間、組件試驗(yàn)車間等核心車間，具備發(fā)動(dòng)機(jī)總裝總測(cè)的全部生產(chǎn)加工和測(cè)試能力。

“一號(hào)、二號(hào)兩者的系統(tǒng)生態(tài)、復(fù)雜程度完全不可同日而語(yǔ)”，張昌武表示，液體發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒機(jī)理、流體設(shè)計(jì)和制造都是非常困難的，沒(méi)有哪種材料可以單獨(dú)承受高溫流體，只能通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)本身的優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)解決高溫、高速燃燒和流體運(yùn)行的工程問(wèn)題。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)不僅是難以設(shè)計(jì)的，也是難以制造出來(lái)的。

火箭又是在極度惡劣的環(huán)境中運(yùn)行，對(duì)于可靠性和穩(wěn)定性的要求極高，這也是客戶在選擇產(chǎn)品時(shí)最看重的要素之一。這意味著，企業(yè)除了要將火箭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得足夠簡(jiǎn)單外，也需要確保其設(shè)計(jì)、工藝、制造裝配、測(cè)試人員及發(fā)射人員整個(gè)鏈條的正確運(yùn)行。

其次客戶需要考慮價(jià)格。

據(jù)美國(guó)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)SIA統(tǒng)計(jì)，美國(guó)洛馬和波音的聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟提供的發(fā)射服務(wù)費(fèi)用是每千克1.4萬(wàn)美元到2萬(wàn)美元。

中航科工集團(tuán)的“快舟1號(hào)”每千克也在2萬(wàn)美元上下。

印度PSLV極地衛(wèi)星運(yùn)載火箭最便宜，每千克不到2萬(wàn)美元。

藍(lán)箭航天希望可以用更低廉的定價(jià)來(lái)完成發(fā)射服務(wù)。張昌武表示，降低成本可以通過(guò)批量生產(chǎn)、技術(shù)工藝創(chuàng)新讓產(chǎn)品更簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)，或者通過(guò)產(chǎn)品的可復(fù)用、可回收利用來(lái)實(shí)現(xiàn)。而相較之下，前者執(zhí)行起來(lái)更容易一些。

藍(lán)箭擁有國(guó)內(nèi)唯一一個(gè)民營(yíng)航天發(fā)動(dòng)機(jī)智能制造基地，涵蓋發(fā)動(dòng)機(jī)裝配車間、組件試驗(yàn)車間等核心車間，具備發(fā)動(dòng)機(jī)總裝總測(cè)的全部生產(chǎn)加工和測(cè)試能力。

目前，該基地已經(jīng)投入使用，預(yù)計(jì)2022年就能實(shí)現(xiàn)火箭的批量生產(chǎn)。屆時(shí)，火箭的發(fā)射價(jià)格有可能會(huì)降到5000美元以下。

直搗核心：大推力液氧甲烷運(yùn)載火箭

據(jù)了解，早在2015年就有民營(yíng)火箭公司相繼成立，如今，從事運(yùn)載火箭的商業(yè)企業(yè)有數(shù)十家。不過(guò)到目前為止，市場(chǎng)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到激烈競(jìng)爭(zhēng)的階段，因此張昌武并沒(méi)有過(guò)多地?fù)?dān)憂。

“不同的火箭公司做的事情差別極大，不管是技術(shù)路線還是產(chǎn)品規(guī)模都不一樣?！彼{(lán)箭從一開(kāi)始就直搗“核心”，聚焦研發(fā)大推力的液氧甲烷運(yùn)載火箭，這是為了滿足低軌衛(wèi)星批量化發(fā)射市場(chǎng)的需求。

通過(guò)與衛(wèi)星從業(yè)者的溝通，張昌武認(rèn)為，低軌衛(wèi)星在商業(yè)化組網(wǎng)過(guò)程中，對(duì)于運(yùn)力的需求規(guī)模很大，基本上都會(huì)在單個(gè)200公斤以上。

對(duì)于藍(lán)箭這樣的火箭企業(yè)來(lái)說(shuō)，盡快服務(wù)于客戶發(fā)射衛(wèi)星才是關(guān)鍵。因此他堅(jiān)信，大推力液氧甲烷火箭將是行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

但火箭研發(fā)的投入是巨大的。過(guò)去5年半的時(shí)間，整個(gè)民營(yíng)火箭研發(fā)領(lǐng)域在液體火箭和發(fā)動(dòng)機(jī)上的總投入至少有80%來(lái)源于藍(lán)箭。

前幾天，藍(lán)箭航天剛剛宣布完成由紅杉資本中國(guó)基金、碧桂園創(chuàng)投、經(jīng)緯中國(guó)、基石資本旗下上市公司聯(lián)合領(lǐng)投的12億元C+輪融資，該輪融資是國(guó)內(nèi)商業(yè)航天領(lǐng)域目前公開(kāi)披露的首筆C+輪融資。

這為“朱雀二號(hào)”系列的研發(fā)提供了充足的資金保障。

未來(lái)，藍(lán)箭將牢牢把握全球衛(wèi)星快速組網(wǎng)發(fā)射的市場(chǎng)機(jī)遇，繼續(xù)加大研發(fā)投入和人才投入，挖深企業(yè)“護(hù)城河”，全面構(gòu)建以中大型液氧甲烷運(yùn)載火箭為核心的商業(yè)發(fā)射能力的企業(yè)。

張昌武強(qiáng)調(diào)，小步快跑地進(jìn)行迭代是必要的，但前提是在正確的方向和產(chǎn)品定位上，而不是“今天做個(gè)小型的火箭，明天做個(gè)大型的火箭”。在此基礎(chǔ)上，藍(lán)箭有信心成為國(guó)內(nèi)最先實(shí)現(xiàn)大推力液氧甲烷火箭商業(yè)化的民營(yíng)火箭公司。