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《新闻1+1》| 杨柯巍:“朱雀”归来,带来了什么?

主持人柴璐:

今天是七夕节,是我们中国传统文化当中一个非常重要的日子,或者说非常浪漫的日子,天上有星河相会的浪漫,而地面我们今天有朱雀归航的赴约。在今天早晨朱雀三号遥二运载火箭在东风商业航天的创新试验区成功的发射升空,它的一子级箭是按照预定的目标,把搭载的鸿鹄03星准确地送入了预定的轨道,而二子级是把搭载的鸿鹄03星准确地送入预定轨道,一子级是按照预定的程序首次实现了陆地的回收。可以说这对于整个的技术来说,我们的重复使用火箭的技术,又实现了一个重要的突破。

这一次技术的突破主要体现在哪里?接下来我们还要去验证什么?从海上的回收到陆地的回收,这一连串的技术的进步对于我们航天领域的发展来说,又将起到怎样的促进作用?今天的节目一起来关注。

解说:

朱雀三号遥二运载火箭的一子级,着陆支腿撑住,落在甘肃民勤县朱雀三号的着陆场坪上。这样一个瞬间,注定会给我国重复使用火箭技术的发展历程,写下重要的一笔。

朱雀三号总指挥戴政:

最后这一脚刹车踩得很漂亮,把火箭从超音速稳稳地刹停在我们的着陆场坪上。表现还是相当完美的,整个团队都很受鼓舞。对我们中国航天来说,这个实际上是代表第二条技术路径的突破,代表我们国家整个中国航天的综合实力。

解说:

朱雀三号运载火箭,是由国家航天局批复立项的新一代低成本、大运力、高频次、重复使用液氧甲烷运载火箭型号。其主结构为不锈钢材质,直径4.5米,高66.1米。装满推进剂时,重达570吨。今天发射升空137秒之后,火箭一二级分离。二子级继续飞行,将搭载的鸿鹄03星准确送入预定轨道,一子级则按照预订程序进入返回段,这也是此次需要验证的关键环节,这其中,着陆支腿的验证又是重中之重。

戴政:

着陆支腿在地面开展了很多的试验。包括在模拟箭体着陆质量的重量的情况下,有一个跌落试验,包括这个展开试验,展开到锁定试验,我们还做了可靠性的一些试验,保证这个着陆支腿能够在最后的时刻能够完成它的任务。

解说:

此次火箭一子级的着陆缓冲系统,是在我国运载火箭上首次出现并运用。除此之外,科研团队也对此次火箭的着陆动力方案进行了优化,通过减少着陆点火发动机数量,提升回收阶段飞行可靠性,包括进一步提升发动机性能和火箭运载能力等等。实际上,实现陆地回收,只是完成我国可重复使用火箭技术关键一步,接下来还要实现火箭的再次使用。

戴政:

收回来之后,你这个火箭要达到什么标准才能再飞?你哪些产品要更换?哪些产品飞几次之后需要更换?要做哪些检测,才能够把潜在的一些问题检测出来,去做更换。这实际上是一整套的技术体系。

解说:

目前,国内运载火箭行业还没有火箭的复用标准、检测流程、零部件更换规范等相关技术体系。科研团队后续将根据遥二火箭回收后的箭体检测数据,逐步建立复用评估体系。

戴政:

我们地面也会做一些产品的寿命试验、疲劳试验等等,去建立这样一个评估体系和复用体系,然后我们才能逐渐地去延长这个一子级的复用次数。

解说:

去年12月3号,朱雀三号遥一运载火箭首飞,当时也是我国首次对入轨级运载火箭实施一子级回收技术验证。过程中,二子级火箭成功入轨,但一子级火箭在垂直回收验证阶段因发动机末次点火异常未能实现软着陆。尽管当时未成功实现回收,但是试验过程中采集了返回段的遥测参数,摸清了回收过程中的飞行环境,获取了大量一手实测数据,这也为今天实现回收提供了重要支撑。

柴璐:

实际上我们朱雀三号的使命就是为了去推进验证我们火箭的可重复使用技术,我们来看,这个项目是2023年立项的,到去年的12月份的时候我们曾经完成了遥一箭的首飞,今天我们实现的是遥二箭的飞行试验,并且二级成功入轨,一级成功回收,怎么来看待今天首次实现陆地回收背后的技术突破,以及它为我们的火箭的复用到底打下了一个什么样的基础?接下来我们马上要来连线一位嘉宾,他是朱雀三号的总指挥朱雀三号总指挥 戴政,戴总指已经有30多个小时没合眼了,我们非常的心痛,但此时此刻我们也真的必须来连线他。戴总指您好,听说您已经很长时间没有休息了,但是我们首先还是要借用这样一个场合向您祝贺,祝贺朱雀三号的遥二箭精准地落到了回收的位置。首先想请问您的是在从早上7点多到现在这十几个多小时的时间当中,你们都是在庆祝吗?还是在完成一些相应后续的工作,包括你们对于今天的这样一个结果,你们当时是有多大的把握?

戴政:

实际上从早上7点45左右,因为我们7点35起飞,7点45左右我们一子级已经是着陆在我们的民勤回收场,从那一刻开始我们进入到火箭一子级的后处理的工作,因为火箭一子级着陆之后,我们还要对一子级残余的一些推进剂进行排放处理,包括把箭上的一些气瓶的压力给泄掉,把气给放掉,还有一系列的工作,我们实际上在今天早上就已经开始了。

那么今天下午实际上我们把推进剂,包括气瓶的气放掉之后,我们人员就前出到回收场坪对产品去做进一步的检查和确认,包括箭上的一些自毁的回收品,我们要进行一个无害化的处理,所以这些工作都已经在是按照我们原来这样一个操作规程,设计的流程,稳步地在推进。

同时我们也在对飞行的这些数据进行进一步确认,这些工作都在进行当中。那您刚才问到就是说我们在飞行之前,实际上在飞行之前我们在设计上是认为我们做到了百分之百,就是我们要做到绝对的放心,我们才会去做这一次飞行,是对航天工程来说都是这样一种思路。其实对航天这样一个高风险的事业来说,最大的短板仍然是来自于说你认知的盲区,而不是说在你认知范围内的所谓的短板,因为在认知范围内我们都能够通过各种各样的工程手段去加强或者说去规避,或者说通过产品设计去保证这个产品的可靠性也好,或者功能性。但是在你认知的盲区或者认知的范围之外,认知的盲区如果出现了这样一个问题的话,你实际上是认知不到的,对产品来讲你就有可能出现意外。

所以其实我们通过包括遥一的飞行,包括遥二的飞行都是在收集这些数据,也是在校准我们的这样一个认知的盲区,使得我们对返回整个飞行的飞行环境,包括工作的过程有一个准确的认知,来提高我们后续飞行的可靠性和成功率。

柴璐:

我的理解就是您觉得在我们能够可控的范围内,是要有百分之百的信心,但当然这对于火箭的发射是有很多不可控的因素的,所以您刚才也谈到了遥一,去年12月份的遥一的失利,从那个时候到现在过去了八个月的时间,我想请问您的是这八个月的攻关,我们在技术上实现了哪些改变调整或者是突破,在这个期间当中我们最大的压力是来自于哪里?

戴政:

实际上在去年12月3号飞完之后,我们应该说是拿到了很宝贵的一子级入轨级这样一个运载火箭一子级返回段所有的飞行数据,这应该说是国内包括我们当时12月3号是国内第一次去做入轨级运载火箭一子级的回收,这些数据我们去做分析,那么去看我们在这个过程中有没有对于返回的飞行段一些地热环境的参数,包括振动环境等等这一些数据,是不是有一些认知的盲区。

在这个过程中确实发现有一些包括流场的效应,包括一些热环境的状态,跟我们原来设计的情况是有不一致的地方,我们也通过这些数据去校准我们的设计。那么来形成一个优化的改正措施,再落实到我们的遥二的飞行箭上。

那么其实最大的压力还是在于说我们没有办法通过,因为这个子样也仍然只有一个,我们在很有限的子样情况下,是不是说我们就没有认知盲区了?仍然是在这样一个问题点上,如果说我们有更多次的飞行的子样,那我们相对来说对这个飞行的问题就会认知的更准确,我们就会有更大的信心和把握去改进它,去保证它飞行的这样一个可靠性和安全性。

柴璐:

今天早上整个的发射过程,我看到有很多的网友也好,观众也好,他们在关心的一个问题就是7点35分发射的,不到7点45分就完成回收了,为什么只飞了10分钟的时间?

戴政:

因为实际上我们回收是一子级,正常来讲一子级在一二级分离的距地面高度应该是在65公里左右,然后它会惯性往上飘,会出大气层,最高点到140公里,到最高点之后往下落,是典型的一个抛物线,这个抛物线的轨迹大致落到地面的这个时间,也就是在10分钟上下,这里面最大的一个难点是什么呢?就是说你在140公里高度的时候,这时候已经出大气层了,这时候你往地面看的话,着陆场是一个60米×60米的场坪,这有点类似于说你站在十层楼的楼顶扔出一个铅笔,要让它落在楼底下的一个笔筒里。如果你在太空当中去看地面的一个60米×60米的半个足球场的场坪,你会发现它甚至小到比一个点都还要小,在这种情况下你需要通过这个过程中,不断地去修正你的轨迹,通过你的结构,包括结构机构,包括你的制导控制,包括动力系统等等这些系统相互之间去不停地在协同修正它的轨迹,因为你在大气层过程中,穿越的过程中还会有很多的风干扰,不断地修正,最终能够精准地落到这个场坪上,其实难度最大在这里。

而且在最后的距离地面4公里左右的时候,还要进行最后的着陆点火,着陆点火的时候它的速度仍然超过音速,那么音速是多少,音速是300米每秒,如果说距离地面4公里,大概就是10秒左右的时间,就会落到地面上,所以你需要精准地点火。而且在这个点火的过程中,还需要修正这个轨迹的偏差,把这个位置偏差修正到最后使得在落到地面的时候,速度为零,高度为零,实现一个软着陆,这其实是一个只有一次机会,类似于说是我们开一个车在高速状态下,一把倒车入库这么一个过程,司机要求是非常高的。

柴璐:

听起来真的是太难了。

戴政:

最大难点其实是在这。

柴璐:

对,但当然我们做所有这些努力,最终把这个火箭稳稳地收回来,还是要为了让它再次的飞出去,那接下来比如在回收之后,我们下一步的这个拆解检测,要完成一些什么样的工作,包括要再次的复飞或者是复用它要满足,接下来要满足什么样的条件?

戴政:

就是我们的产品经过一次飞行的剖面之后,我们会对这个场面去检测它的状态数据,那么检测这个状态数据以后,这其实也是第一手的很难得的这样一个技术资产或者是数据资产,通过这些数据我们要去校准我们原来制定的这个,包括载荷谱,包括产品这样一个经过飞行剖面之后,它的状态的一个设计的预期,我们要去做一个校准。

那么通过这样一个实测的数据,包括地面的实验一个验证,或者说对照,那么来形成我们对于产品经过飞行剖面之后,它还能够经历几次飞行这样一个寿命的估计,我们要形成一个判断。这样的话我们就会发现我们这个产品有哪些产品可能是相当于这个系统的短板,我们可能说在这个短板上看看设计上是不是要能够去改进,让它不成为短板。有一些产品上的短板可能它就是制约我们整个系统的可靠性,我们可能就需要说制定一个标准,就是说这个产品我们只能飞多少次,我们就必须更换,那做哪些检测能够把这些潜在的可能的这样一个寿命的故障,把它挑出来,这样我们形成一个整套的体系,去检测,然后去维护、去更换,然后使得它达到下一次飞行我们仍然能够达到足够的可靠性,能够满足我们再次飞行的这样一个要求,是这么一个技术体系,所以在这个过程中我们需要去建立整个一个技术体系,原来在一次性火箭的话是不需要考虑这些的,这在国内的运载火箭行业相当于也是一片技术空白,我们需要从头建立一整套的技术流程和技术体系。

柴璐:

戴总指,最后一个问题,我们看到因为朱雀三号它本身的有一个设计的目标,就是它重复使用的次数要大于等于20次,包括它发射的成本可能要降低到每公斤两万元以下,那现在距离这个目标还有多远?

戴政:

因为实际上液体火箭的发射成本里面,燃料的成本只占到1%到3%,所以很自然的想到大部分的成本实际上都是火箭本身的成本,燃料成本只占零头,所以从复用次数角度来讲,如果你复用次数越多,那么你的火箭本身成本可以通过多次使用去摊薄,这个价值成本的空间就会越大。但在这个过程中就是需要平衡好,或者说我们需要去建立好刚才说的这样一个复用的技术体系,就是说我怎么去更准确地评估我火箭的这样一个系统的短板,以及它飞多少次,哪些东西需要更换,做哪些检测,可以把潜在的这样一个故障剔除出去,我们把这个技术体系如果能够建立好的话,我们就能够去更可靠的去复用,形成达到我们设计的预期这样一个次数。

所以从工程实践角度来讲,我们可能最开始时候会预期说我们先复用两到三次,后面我们再通过这些数据去校准我们的认知之后,我们可能比如拓展到5到6次,最后拓展到10次,最终实现20次这样一个目标,来大幅的降低成本。

柴璐:

好的,谢谢,谢谢戴总指,也希望今天晚上您能够好好地休息,谢谢。

那么我们为什么要去推动这个火箭的重复回收利用的这样一个技术?它对于我们整个航天领域的发展又将会起到怎样的促进作用呢?

解说:

根据科研团队介绍,朱雀三号从立项之初,他的技术路线都是朝着能够“重复使用”和“降低成本”这两个核心目标设计的,总体是要把每公斤的发射费用降低到2万元人民币以下,今天,实现陆地回收,也为实现降低成本走出了关键一步。

戴政:

如果说复用历程比较顺利的话,最终这个成本降本空间是很大的。那即使是比如说复用四到五次,那这个相比一次性使用火箭,它的成本降价的这个空间也在一半以上。

解说:

就在一个多月前的7月10号,我国长征十号乙运载火箭一子级实现了我国首次可控海上网系捕获回收,被誉为“大网兜接火箭”的技术路线也是创下了全球首例。不管是海上回收的实现,还是陆地回收的实现,技术的突破意味着我国航天有望走出一条低成本、高效率的可持续发展路径。

中国航天科技集团陈牧野:

一子级可重复使用,我们能够极大降低整个运载火箭的成本,通过这个回收回来的火箭,我们进行一个简单维修检测,那么后续也可以提升发射频次。

解说:

火箭可复用,对我国商业航天发展来说,是促进,也是必要。2025年底,我国一次性向国际电信联盟提交了20.3万颗卫星的频轨资源申请,这就需要突破火箭回收和快速复用技术,以支撑高频次、大规模的发射需求。去年,我国商业发射50次,占全年宇航发射总数的54%;入轨商业卫星311颗,占入轨卫星总数的84%。

海南国际商业航天发射有限公司董事长杨天梁:

按现在市场的计划规划,这个需求量非常大,但是航天是一个很复杂的系统工程,火箭卫星发射场三方如何能够同步,其实是个挑战。

解说:

如今,火箭技术发展不只需要单点技术的突破,背后也是需要我国商业航天整个产业体系的运行能力支撑。目前我国商业航天已形成“箭、星、网、端、测” 全产业链布局,相关企业数量超600家,覆盖全国的商业航天产业版图正在加速形成。

在江苏南通这家企业里,生产一颗卫星的制造周期最快只需要3天。在上海一家卫星制造企业的工厂内,主要聚焦大型算力卫星、雷达遥感、商业气象等整星研制,目前在手订单有200多颗卫星。

上海某卫星制造企业总经理魏然:

今年我们要发大概18颗卫星左右,明年大概是发射五十几颗卫星,目前整个订单已经排到了有2028年。2025年的营收大概是5000万元左右,按照目前的发展,今年有希望可以翻一番,到1亿元左右。

解说:

目前,一大批商业航天初创公司也在细分领域进行着技术突破,与国家队及头部民营企业形成互补,共同推动整个产业生态的完善与技术瓶颈的突破。

国际宇航联空间运输委员会主席杨宇光:

我们国家目前是世界上工业门类和整个产业链最为完整的国家,这样完整的工业链条,对航天技术实际上是非常有力的支撑。它的成果转化也会对我们其它的工业门类,以及我们整个的国民经济,带来非常正向的作用。

柴璐:

接下来相关的问题我们继续来连线工信部赛迪研究院商业航天研究中心的执行副主任杨柯巍。杨主任您看今天我们的朱雀三号的遥二箭的陆上的回收跟上个月我们的长十乙海上的回收,这两个验证的结果您认为说明了什么?给我们的火箭回收的技术您认为打下了一个什么样的基础?

工信部赛迪研究院商业航天研究中心执行副主任 杨柯巍:

主持人你好,长十和朱雀三号这两个成功最直观地突破,就是我们国家已经走上了海上与陆地两条独立自主的这种回收技术路线,成为全球唯一同时掌握两种回收技术的国家。更深层次的突破就是我们国家重复使用运载火箭的这种技术已经密集向工程化的验证阶段,大运力、低成本、高频次技术空间的能力有望能够切实地提升。

长久以来发射成本下不来,发射频次上不去,一直是制约我国商业航天快速发展的瓶颈,回收技术的突破,恰好对准了这种降本与增效的两大核心痛点,有望加速推动商业航天产业一个提质升级,我们可以先算一个成本账,火箭的一子级是整箭成本的绝对大头,不管是美国的还是咱们的朱雀三号,一子级的成本都占到整箭的七成左右。猎鹰九号的成熟实践已经验证靠一子级反复的回收复用,单次发射成本比传统的一次性火箭大约能够降低85%左右。

再从发射的角度来看,火箭回收后我们通过检查维护,然后能够快速地进行再飞,整个的周期比从零造一枚新的火箭会短非常的多,目前看猎鹰九号9天就能完成检验检测。

研究方法与数据来源

本报告采用定性与定量相结合的研究方法,通过多维度、多层次的数据采集与分析,确保研究结果的科学性与可靠性。研究团队严格遵循国际通用的研究标准,运用先进的数据分析工具,对海量数据进行深度挖掘与专业解读。

研究方法

文献研究法:系统梳理国内外相关政策文件、学术文献与行业报告
问卷调查法:针对目标企业开展大规模问卷调查,获取一手数据
深度访谈法:邀请行业专家、企业高管进行半结构化访谈
案例分析法:选取典型企业进行深入剖析,总结成功经验
统计分析法:运用SPSS、Python等工具进行数据分析与可视化

数据来源

政府统计数据:国家统计局、工信部等官方发布数据
行业协会数据:各行业协会发布的年度报告与统计资料
企业公开信息:上市公司年报、企业官方网站披露信息
专业数据库:Wind、同花顺、Choice等专业金融数据
媒体新闻报道:主流财经媒体发布的行业新闻与分析文章

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