图注：朱雀二号发射画面（图源：蓝箭）
腾讯太空 乔辉
2022年12月14日，我国蓝箭航天公司的朱雀二号火箭在酒泉卫星发射中心发射，执行飞行试验任务。火箭顺利发射升空并进入太空（高度远超100公里高度的卡门线），但后续由于火箭二级游机工作突发异常，没能把卫星加速到第一宇宙速度，入轨失利。
(资料图片)
虽然发射卫星失利，但朱雀二号运载火箭成为全球首款尝试发射入轨的液氧甲烷火箭，也是国内在研运力最大的民营运载火箭。同是采用液氧甲烷燃料的SpaceX的星舰飞船的入轨发射试验还在计划中。
图注：12月15日早上，蓝箭航天公布朱雀二号遥一运载火箭飞行试验任务的情况说明。
由于这枚火箭采用了全新的技术路线，备受航天界关注，一旦成功则意味着中国首款液氧甲烷发动机通过验证飞行，标志着我国掌握了液氧甲烷火箭的关键技术。
不得不说，虽然人类1957年就能发射卫星了，但卫星发射仍然是复杂度极高的系统工程。SpaceX当年发射猎鹰1号火箭，前三次均失败，第四次才成功，如今已是民营航天领域的领头羊。
朱雀二号：中型液体运载火箭
图注：矗立在发射台上的朱雀二号火箭（图源：蓝箭）。
朱雀二号总质量219吨、高49.5米，是一枚中型的液体火箭，且采用了全新的液氧甲烷作为燃料，可以将2吨的载荷送入500公里的太阳同步轨道。
朱雀二号的一级采用四台天鹊-12液氧甲烷火箭发动机，起飞总推力268吨（约2626千牛），二级火箭采用一台真空版的天鹊-12发动机，真空中推力80吨。感兴趣的网友可以根据牛顿第二定律简单计算出火箭起飞的加速度约为2.2米每二次方秒。
火箭家族的新贵：液氧甲烷火箭
目前，蓝箭航天的天鹊火箭发动机，SpaceX星舰的猛禽火箭发动机，贝索斯蓝色起源公司的BE4火箭发动机以及都是液氧甲烷发动机。
图注：SpaceX猛禽发动机试车画面（来源：SpaceX）。
综合性能来看，SpaceX的猛禽发动机属于液氧甲烷火箭的顶流，猛禽发动机采用全流量分级燃烧循环的燃烧方式，效率更高，但目前为止还没进行入轨发射测试。天鹊发动机采用燃气发生器循环，会造成一定燃料的浪费，影响效率。但值得一提的是，天鹊发动机是一种变推力发动机，推力可以在50%~110%范围内调节。
为什么选用液氧甲烷作为燃料？
从大类上来分，火箭发动机分为固体发动机和液体发动机。通常来讲，固体火箭发动机是目前小型火箭、火箭炮弹药、多数军用导弹的主流动力源，便于存储和运输，安全性比较好。但固体火箭发动机的燃烧比冲较小、燃烧延续时间较短，用途受到限制。
液体火箭发动机的优势在于燃料易于制取、燃烧的比冲大。目前，主流的液体火箭通常使用的燃料包括，四氧化二氮/偏二甲肼；液氧/煤油，以及液氢/液氧，为什么要发展新型的液氧甲烷火箭呢？
首先，液氧甲烷发动机相较于液氧煤油发动机比冲要大，比冲是火箭发动机常用的衡量指标，其物理意义是，消耗单位质量的燃料，火箭所能获得动量的多少，显然这个数越大越好。
其次，甲烷容易燃烧，不容易产生积碳，有利于火箭的重复利用。液氧甲烷发动机相较于液氢液氧发动机则易于设计和维护，而且物美价廉，非常令商业航天公司青睐。值得一提的是，厨房家用煤气罐里储存的就是甲烷。
蓝箭研发液氧甲烷火箭发动机研发进度一览
图注：全系统热试车现场（图源：蓝箭）。
2019年，蓝箭航天研发的“天鹊”80 吨液氧甲烷发动机成功进行发动机试车；
2021年，蓝箭航天的“天鹊”（代号TQ-11）发动机完成了新一轮点火测试，单台试车时长突破万秒大关；
2022年8月，蓝箭航天“天鹊”改进型发动机（代号TQ-12A）通过二次起动试车考核，其中一次起动后发动机工作400s，二次起动后工作10s；
2022年10月，“天鹊”发动机（代号TQ-15A）在湖州成功完成了首次全系统热试车；
2022年11月，蓝箭航天辅助动力系统云鹊（YQ-10）首台全系统试车取得成功。
关键词： 我国首款液氧甲烷火箭进入太空 但卫星未能入轨 火箭_军事
