共舞蒼穹相約珠海,2022年11月8日至13日,第十四屆中國國際航空航天博覽會(以下簡稱珠海航展)在珠海國際航展中心盛大開幕。
作為把脈行業(yè)發(fā)展動向,助力航空航天產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展的空天盛會,每屆航展,都是一場薈萃前沿科技與潮流美學(xué)的“饕餮盛宴”。新設(shè)計(jì)、新材料、新工藝、新技術(shù)、新產(chǎn)品,云集了國內(nèi)外各大航空航天企業(yè)核心競爭力的經(jīng)典震撼產(chǎn)品,總會讓人驚喜不斷。
記者注意到,自開館首日,位于5號展館的天兵科技展臺一直人潮不息。據(jù)悉這是天兵科技首次在航展正式對外發(fā)布產(chǎn)品,其自主研制“天兵天龍”系列液體運(yùn)載火箭及“天兵天火”系列液體火箭發(fā)動機(jī)一經(jīng)亮相,便吸引了各方用戶及航天產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的興趣與關(guān)注。
公開資料顯示,天兵科技為衛(wèi)星用戶提供定制化發(fā)射服務(wù),并提供與之配套的星箭匹配、發(fā)射場協(xié)調(diào)、發(fā)射測控、保險(xiǎn)技術(shù)支持等完整服務(wù)體系。作為國內(nèi)商業(yè)航天領(lǐng)域率先開展液氧煤油火箭發(fā)動機(jī)及中大型液體運(yùn)載火箭研制的國家級高新技術(shù)企業(yè),天兵科技在行業(yè)中具有相當(dāng)影響力。
在現(xiàn)場天兵科技模型展區(qū),據(jù)工作人員介紹,天龍二號液體火箭(以下簡稱“TL-2”)采用的高壓補(bǔ)燃液體火箭發(fā)動機(jī)、水泥場坪簡易發(fā)射、民用槽車自動加注等多項(xiàng)新技術(shù),均為國內(nèi)首創(chuàng)。相對于同規(guī)模的火箭,“TL-2”液體運(yùn)載火箭在提升運(yùn)力,增強(qiáng)可靠性的同時(shí),大大降低了研制成本,滿足用戶低成本、快響應(yīng)、規(guī)?;男⌒l(wèi)星及星座發(fā)射需求。
目前“TL-2”已圓滿完成一級、二級、三級等各子級全系統(tǒng)試車,首飛箭已完成總裝,具備了年底入駐發(fā)射場執(zhí)行飛行任務(wù)的全部條件,屆時(shí)將打開國內(nèi)衛(wèi)星發(fā)射商業(yè)市場的新局面。
如果說“TL-2”是天兵科技在液體火箭創(chuàng)新之路上的小試牛刀,那么天龍三號火箭(以下簡稱“TL-3”)才是其呈現(xiàn)實(shí)力的真正開篇。
據(jù)介紹,“TL-3”是天兵科技首款3.8米直徑兩級火箭,總長71米,起飛質(zhì)量590t,起飛推力770t,近地軌道運(yùn)力17t,太陽同步軌道運(yùn)力14t, 一子級具備重復(fù)使用功能,可自主返回。從產(chǎn)品定位上看,天兵科技“TL-3”為大型、可重復(fù)使用、低成本的商業(yè)發(fā)射火箭,直接對標(biāo)美國Space X的獵鷹九號火箭,是國內(nèi)商業(yè)航天領(lǐng)域首款大型液體運(yùn)載火箭,將率先實(shí)現(xiàn)國內(nèi)“一箭60星”的群打能力,滿足國內(nèi)數(shù)萬顆互聯(lián)網(wǎng)通訊衛(wèi)星星座的發(fā)射需求?!癟L-3”是天兵科技產(chǎn)品實(shí)力的代表,也是其進(jìn)軍可重復(fù)使用中大型液體火箭打版開篇的經(jīng)典力作。
毋庸置疑,可重復(fù)使用運(yùn)載火箭技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步,會改變?nèi)祟愇磥淼慕煌ǚ绞脚c生活場景?!胺睒s太空經(jīng)濟(jì),助推人類交通變革”,依托于宏大的企業(yè)愿景與使命,有了“TL-3”在可重復(fù)使用技術(shù)應(yīng)用的奠基,天兵科技進(jìn)一步布局了“TL-3H”重型液體運(yùn)載火箭。
“TL-3H”以通用芯級并聯(lián)捆綁的技術(shù)方案,使火箭起飛推力達(dá)到2310t,近地軌道運(yùn)力可達(dá)68t。作為可回收復(fù)用的重型液體火箭,“TL-3H”一子級和助推器都能實(shí)現(xiàn)可自主返回,將全面滿足太空站送貨,探月工程等大噸位星際場景下的運(yùn)輸需求。
科技改變生活,除此之外,在天兵科技可重復(fù)使用液體火箭型譜中,最能顛覆想象,滿足人們對未來科技憧憬的產(chǎn)品應(yīng)該是“TL-3M”,這也是天兵科技火箭族譜中最能引起大家熱議的“網(wǎng)紅火箭”。
“TL-3M”是天兵科技設(shè)計(jì)的一款空天飛機(jī),在14000km航程,可載100人實(shí)現(xiàn)全球任意地點(diǎn)往返。作為一款可重復(fù)使用洲際載人飛船,它的使命是將高高在上的航天科技真正造福大眾,讓火箭成為日常交通工具?!癟L-3”的研制任務(wù)和目標(biāo),意味著“乘火箭洲際旅行,全球一小時(shí)直達(dá)”,不再是人們虛無飄渺的憧憬。
航天業(yè)內(nèi)有句行話叫“航天振興,動力先行”,它表示只有攻克了決定運(yùn)載火箭上限的發(fā)動機(jī)核心技術(shù),才有能力讓火箭飛得更高更遠(yuǎn)更穩(wěn),也詮釋著運(yùn)載火箭發(fā)動機(jī)作為火箭“心臟”的重要性。天兵天火系列液體火箭發(fā)動機(jī),正是天兵科技為了保障火箭產(chǎn)品可持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展的核心布局。
天火十一號(以下簡稱“TH-11”)是天兵科技自主研制的可重復(fù)使用的液氧煤油發(fā)動機(jī),也是國內(nèi)商業(yè)航天領(lǐng)域唯一的閉式循環(huán)發(fā)動機(jī)。目前已圓滿完成近萬秒的全系統(tǒng)長程熱試車,據(jù)研發(fā)人員介紹,“TH-11”80%以上組件由不銹鋼或高溫合金鋼3D打印而成,是國內(nèi)尺寸最大的3D打印發(fā)動機(jī)。
相對于傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝,“TH-11”整體結(jié)構(gòu)緊湊,組件數(shù)量減少80%,制造周期縮短70%~80%,成本降低40%~50%。發(fā)動機(jī)推質(zhì)比達(dá)到100以上,在HCP燃?xì)鉁u輪啟動技術(shù)、富氧高壓燃?xì)獍l(fā)生器技術(shù)、大流量全進(jìn)氣低壓比亞聲速渦輪技術(shù)、高性能氣/液噴注器技術(shù)、推力及混合比調(diào)節(jié)器技術(shù)、高壓高低溫及動靜密封技術(shù)、高壓推力室冷卻技術(shù)、新材料新工藝技術(shù)等10余項(xiàng)高難度關(guān)鍵技術(shù)得到全面突破,技術(shù)先進(jìn)性在世界同量級發(fā)動機(jī)中處于領(lǐng)先水平。目前全世界只有我國和俄羅斯突破和掌握該技術(shù),也代表著未來商業(yè)火箭發(fā)動機(jī)的主流頂級技術(shù)方向。
此外,天火發(fā)動機(jī)系列還有一位重量級成員——天火十二號,(以下簡稱TH-12”),它是一款大推力液氧煤油發(fā)動機(jī),也是天兵科技“TL-3”火箭的核心動力系統(tǒng)?!癟H-12”海平面推力110t,采用可連續(xù)變推力調(diào)節(jié),發(fā)動機(jī)性能指標(biāo)對標(biāo)Space梅林(Merlin 1D)發(fā)動機(jī)。目前,“TH-12”即將完成全系統(tǒng)熱試車,有望在未來兩年全面達(dá)到并超越Merlin 1D發(fā)動機(jī)的綜合性能。
除了在火箭一二級動力系統(tǒng)的扎實(shí)功底,對于整箭最為緊湊的三子級動力系統(tǒng),天兵科技同樣深耕細(xì)作。公開資料顯示,除了“TH-11”、TH-12”兩款液氧煤油發(fā)動機(jī),天兵科技還自主研制了與之匹配的三級姿軌控動力系統(tǒng)——天火三十一號(以下簡稱TH-31)。
作為兼具結(jié)構(gòu)承載、星箭連接與分離、全箭控制與測量、飛行軌道與姿態(tài)控制的三級動力系統(tǒng),在核心技術(shù)上,“TH-31”創(chuàng)新采用了鋁合金表面張力貯箱方案,通過大小分艙的管理方式,實(shí)現(xiàn)了姿軌控發(fā)動機(jī)在飛行過程中各種工況下的有效供液,取得了重量和成本之間的最優(yōu)平衡;并以大量工藝攻關(guān)試驗(yàn),解決了鋁合金骨架和不銹鋼篩網(wǎng)焊接的技術(shù)難題,圓滿通過了三級振動試驗(yàn)、分離試驗(yàn)、系統(tǒng)熱試車等一系列重大序貫試驗(yàn),充分驗(yàn)證了“TH-31”在振動沖擊環(huán)境下的匹配適應(yīng)性,以及強(qiáng)大的任務(wù)執(zhí)行能力,為天兵科技“TL-2”的首飛提供了強(qiáng)力支撐。
據(jù)業(yè)內(nèi)人員介紹,為了保證液體運(yùn)載火箭及匹配動力系統(tǒng)的高效研制,天兵科技于北京建立了火箭研發(fā)中心,在西安建造了發(fā)動機(jī)研發(fā)中心與冷試中心,同時(shí)在鄭州建造了發(fā)動機(jī)綜合試驗(yàn)中心,又在張家港布局了火箭及發(fā)動機(jī)批量化智能制造基地,以“三中心、一基地”的戰(zhàn)略格局,以“三機(jī)、兩箭”的產(chǎn)品戰(zhàn)略,聚焦中大型液體運(yùn)載火箭,以自主創(chuàng)新的核心智能制造工藝,完善的宇航推進(jìn)技術(shù)和服務(wù)解決方案,賦能軌道運(yùn)輸、洲際運(yùn)輸,助力中國商業(yè)火箭進(jìn)入“大運(yùn)載”和“綠色航天”時(shí)代。
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