近日，中国民营航天企业蓝箭航天空间科技股份有限公司（以下简称“蓝箭航天”）发布了朱雀三号可重复使用液氧甲烷运载火箭，这是我国首款不锈钢运载火箭。
  据了解，朱雀三号火箭是以液氧甲烷为燃料的可重复使用运载火箭，其未来火箭一子级可重复使用次数可达20次，可以将发射成本降低一个数量级，预计将于2025年具备首飞能力。
  据蓝箭航天创始人兼董事长张昌武介绍，朱雀三号箭体直径4.5米，整流罩直径5.2米，全箭总长76.6米，起飞重量约660吨，起飞推力约900吨。火箭动力系统全部采用蓝箭航天自主研制的天鹊系列液氧甲烷发动机。其中，一子级配置9台海平面推力1000千牛的天鹊12B发动机，二子级配置1台真空推力1183千牛的天鹊15B真空型发动机。 张昌武透露，考虑到重复使用，朱雀三号整箭配备了4组可展收式栅格舵作为气动操纵面，用于一子级气动减速段的姿态调整与落点控制；尾部安装着陆腿，用于实现一子级垂直着陆回收。该一子级设计复用次数不少于20次，一次性任务低轨运载能力可达21.3吨，航区回收任务为18.3吨。

此外，朱雀三号是我国首款不锈钢液体运载火箭，其贮箱结构采用高强度不锈钢材料，在材料选型、结构形式、焊接工艺与生产设备方面均具有高度原创性。不锈钢箭体结构可以大幅降低火箭的制造成本，缩短生产周期，耐高温的性能在火箭多次返回、重复使用上具备明显优势。基于液氧甲烷成本低廉，甲烷发动机不积碳、易维护的特质和可全生命周期监测的属性，朱雀三号火箭一级发动机在火箭回收后可不下箭检查，加注完成即可再次飞行，实现航班化运营，发射成本相较一次性火箭可降低80%至90%。
  据悉，朱雀三号火箭具备一箭多星、平板堆叠卫星群打的能力，可覆盖市场上绝大部分载荷的近地轨道、太阳同步轨道、地球同步转移轨道等发射需求，投入商业化运营后将大大提升卫星互联网星座的组网效率。

用不锈钢造火箭，不仅仅是马斯克

火箭箭体是你手里的保温杯、你家高压锅的不锈钢造的，烧的“油”是你家热水器每天在烧的甲烷，同时还能回收重复使用……这种火箭，你的第一反应是不是马斯克的“星舰”？你的判断没错。不过，有一款来自中国的新火箭也点亮了同样的“科技树”，它就是朱雀三号。

仔细看蓝箭公布的朱雀三号参数，能看出不少门道——它对标的是当前全世界发射频率最高的火箭——美国SpaceX公司的猎鹰9号。不可否认，猎鹰9号是目前唯一大规模商用的可复用火箭，创造了大量纪录，用得最多的一子级，已经重复使用了接近20次。然而，猎鹰9号的液氧煤油推进剂，其实并不太适合重复使用。
  专家介绍，马斯克为猎鹰9号选择了“灰背隼”发动机，主要看中了它技术成熟、可靠性好、推力大，但煤油有个天生的缺陷，就是燃烧后容易烧结、积碳，回收后要清理很麻烦，而且很难完全洗干净。“迄今为止，我们都很难说，重复使用以煤油为动力的猎鹰9号，到底能省多少钱。”

而甲烷燃烧后几乎没有结焦，维护起来比煤油发动机容易很多，省钱又省人工，还省时间。“成本低、效率高、环保性强，都是液氧甲烷燃料的优点。”从这个角度看，朱雀三号的理论性价比上限要比猎鹰9号更高。

除此之外，朱雀三号的官宣文字中，“采用S301系列不锈钢制造火箭贮箱”让人眼前一亮。这也就意味着，蓝箭要和马斯克一样，用不锈钢来造火箭了。

专家说，不锈钢最大的缺点就一个字：重。但优点很多，强度高、耐高温低温、耐腐蚀，而且极其便宜。SpaceX官网数据显示，“星舰”飞船再入大气层时，20%的表面暴露在1470℃高温下，还有20%最高温超过1300℃，其余最高温低于1176℃。而不锈钢的熔点在1398~1454℃，比目前任何主流箭体材料都要耐高温。大家都知道，太空里更多的是极寒环境。神奇的是，不锈钢在低温下强度还会提高50%。我们在之前的引力播中曾介绍过，4月20日“星舰”首飞虽然失败，但它在天上翻滚了好久才解体，不锈钢箭体的强度可见一斑。

然后它还有一大优点就是廉价，我们日常生活中，随处可见不锈钢的身影，大家家里的高压锅、保温杯、橱柜等，常常会用到这种材料。
不过由于不锈钢重，所以想用它造火箭，首先发动机必须足够优秀。而且用不锈钢造箭体其实技术含量很高。以“星舰”为例，它的直径达9米，但不锈钢壳体做得非常薄，厚度不到4毫米，又大又薄又耐压，背后的材料技术和加工水平都非常高。

由此可见，蓝箭航天要挑战的“不锈钢朱雀”，还有不少要克服的困难。不过朱雀二号已成功升空，这无疑为“升级版朱雀”的研发注入了一剂强心针。

朱雀二号是我国首型以液氧甲烷为推进剂的中型液体火箭，由蓝箭航天自主研制。发动机以液氧甲烷作为推进剂，是朱雀二号最大的特点之一。液氧甲烷，通俗地说，就是液态的氧气和天然气。就像我们刚刚提到的，这种燃料在地球上资源丰富，成本低廉；燃烧效率高，有利于提升运载能力；同时，燃烧后的产物是水和二氧化碳，相对比较绿色环保，有利于火箭重复使用。
  12月9日，朱雀二号遥三火箭将三颗试验卫星成功送上了460公里太阳同步轨道。在这之前，朱雀二号已经进行过两次发射。去年年底，朱雀二号遥一火箭发射，因为二级游机异常关机故障遗憾未能入轨。之后，技术团队对问题进行了分析与改进，今年7月，朱雀二号遥二火箭发射升空，任务取得成功，它也成为了全球第一枚成功入轨的液氧甲烷火箭。

两次飞行实测数据，验证了朱雀二号全箭各个系统设计的正确性和工作稳定性，也为朱雀三号的设计研发奠定了基础。让我们一起期待更多好消息吧！

来源：科技日报、LANDSPACE蓝箭航天、引力盒子