朱雀二号终于修成正果了！据新华社音书，2023年7月12日上昼，蓝箭航天的朱雀二号遥二火箭在酒泉卫星发命中心放射腾飞，何况还是顺利入轨！这枚火箭固然是民营公司研制的，却颠倒不简便，是世界上首枚放射入轨的液氧甲烷火箭。

朱雀二号的第一级使用了4台80吨级的“天鹊12”发动机，第二级经受1台“天鹊12”和1台10吨级的“天鹊11”游动发动机，近地轨说念运力6吨，太阳同步轨说念运力4吨，大大高出了韩国举世界之力搞出的“世界号”。

旧年12月，朱雀二号遥亡箭首飞，第一级和第二级的天鹊12均宽泛责任并关机，但第二级的天鹊11出现问题，导致卫星未能入轨，要否则那时就已毕了甲烷火箭的初度入轨，好在当前遥二火箭顺利了，也不算太晚，仍然拔得了液氧甲烷火箭的头筹。

提及液氧甲烷火箭，就不行不提一个东说念主，那即是大名鼎鼎的SpaceX老总马斯克。用液氧甲烷动作火箭燃料，即是他一直鼎力珍重的。但是老马家经受液氧甲烷发动机（猛禽）的火箭“星舰”，到当前还没能顺利入轨，前次放射就放了一个大烟花，在全世界的视力中爆炸自毁，照实很丢排场。

但是即是这个连马斯克皆还没啃下来的时候，尽然被中国公司抢先已毕了，而且如故一家民营航天公司，让这位世界首富的脸皆有点儿没处搁。为什么寰球皆对液氧甲烷火箭如斯情有独钟呢？我们先来望望马斯克给出的根由。

这个根由颠倒的开脑洞：是因为他要去火星以及太阳系其它行星！火星大气中含有大批甲烷，而在土卫六、天王星、海王星等星球上，甲烷的储量更大，土卫六上以致有液态甲烷形成的湖泊。由于外天际的行星上甲烷零散丰富，使用它动作火箭燃料就好补充，更故意于星际飞翔。

听上去是不是很弘大？很让东说念主心潮澎湃？但这不是最根柢的原因，即使富饶如马斯克，要选择哪种时候门道，主要还得看经济效益。到新手星开导甲烷是很远处的事情，不行当真。液氧甲烷火箭当下最大的上风，即是能在领有高比冲的同期，还零散故意于火箭发动机的回回复用，而这恰是SpaceX公司的立身之本。

与固体火箭比较，液体火箭的比冲高，运力强。若是按燃料类型来分的话，液体火箭发动机常见的有使用的偏二甲肼/四氧化二氮的“毒发”，但当前用得越来越少了。除了毒发除外有肥硕上的液氢液氧，还有当前比较流行的液氧煤油，然后即是液氧甲烷。

臆想发动机时候水平的参数，一个是推力，一个是比冲，天然还有推重比。比冲即是浪掷单元质料的股东剂所能带来的动量增量，比冲越高，火箭的成果就越高，越能打得高打得远。

在上述几种液体火箭发动机中，液氢液氧发动机无疑是比较最高的，这是因为单元质料的氢气燃烧开释的热量最高。氢氧发动机的比冲随粗率便皆能达到440s以上，比液氧煤油和液氧甲烷皆高得多。是以打高轨说念的火箭经常使用氢氧发动机，比如好意思国的SLS、德尔它4，我国的长征五号，欧洲的阿里亚娜5等等。

但氢氧发动机最大的问题即是液氢的密度太小，一立方米唯有70.85公斤，不到水的十分之一，几乎低到发指，需要用零散大的贮箱来装，这就带来了很大的结构分量，对火箭的干质比很不利。另外液氢需要在零下253℃以下储存，对低温时候的条款也很高。

而液氧煤油发动机在这方面就比较有上风，煤油的热值比液氢低，但胜在密度大，是以液氧煤油火箭的燃料贮箱不需要零散大，还不错已毕颠倒大的推力，比如土星五号的F-1发动机推力达到了680吨。而且煤油很低廉，还不需要低温，老本大大缩小。但煤油发动机的缺欠一个是比冲低，另一个即是容易发生结焦，不利于回回复用。

这里说的煤油结焦不是指积碳，积碳是因为煤油不齐全燃烧，而结焦则发生在用煤油动作冷却剂冷却燃烧室的时期。由于火箭燃烧室的温度高达3000多℃，若是不冷却，会很容易被烧坏，这时需要用还莫得燃烧的煤油来冷却。煤油在高温下即使莫得氧气，也会产生结焦问题。关于一次性火箭来说，结焦影响不大，但关于叠加使用的火箭，结焦就增多了建造的难度和老本。

于是SpaceX在新一代超重型火箭星舰上，选择了液氧甲烷燃料，研制了“猛禽”发动机。甲烷的热值固然比不上氢气，但比煤油要高。而甲烷在常压下的液化温度为零下160℃，加压的话还不错更高，比液氢要高不少，对低温的条款大大缩小。而液态甲烷的密度梗概是煤油的一半，但比液氢要大得多，贮箱产生的分量代价如故不错接受的。

最弥留的是甲烷退却易发生结焦，零散故意于发动机的叠加使用，这对马斯克和SpaceX公司来说是至关弥留的。但是固然老马一直在推，使用液氧甲烷的星舰放射却一直不太得手。在上一次入轨放射尝试中，放射腾飞之后有多台猛禽发动机没能点火或半途熄火，酿成火箭姿态失控，最终自爆。

与多故之秋的星舰比较，我国蓝箭航天的朱雀二号的程度却要快得多。固然旧年12月的首飞际遇了失败，第二级的天鹊11游机出了故障，未能入轨，但本年的遥二火箭却已毕了首飞顺利，评释第二级游机的问题还是获得了圆满经管。此次放射也让朱雀二号成为有史以来第一枚入轨的液氧甲烷火箭，说它是世界第一是莫得问题的。

有些网友觉得：这标明我国民营公司的液氧甲烷发动机时候还是卓越了“猛禽”，在这方面亦然世界第一，这就有待磋磨了。朱雀二号的80吨级“天鹊12”发动机不仅推力远远比不上猛禽的269吨，约10MPa的室压比后者的35MPa也要低得多，更大的差距是天鹊12经受了燃气发生器轮回，而猛禽则是全流量分级燃烧轮回，时候水平不在一个等第上。

燃气发生器轮回又称开式轮回，是大推力液体火箭发动机的常用责任表情。液体火箭需要使用涡轮泵把燃料和氧化剂泵入燃烧室，为了达到这个方向，有多种轮回表情，而燃气发生器轮回是最简便悍戾的一种，它将部分燃料和氧化剂在预燃室中搀杂燃烧，推动涡轮泵。

为了不让涡轮泵温渡过高，经常会让燃料多于氧化剂，或是氧化剂多于燃料，也即是富燃燃烧或富氧燃烧，产生的废气就顺利用一根管子排掉了。猎鹰9号的梅林发动机即是开式轮回，不错看到预燃室富燃燃烧排出的滔滔黑烟。

这种轮回表情结构简便，但预燃室排出的废气只可产生很小的推力，还浪掷了大批燃料或氧气，燃烧室的室压也作念不到零散高，最终的后果即是比冲低，举例猎鹰9号火箭使用的梅林1D发动机的海平面比冲唯有282秒。朱雀二号的天鹊12即是燃气发生器轮回，固然经受了甲烷燃料，但海平面比冲也唯有286秒，比使用煤油的梅林1D没高到哪儿去。

但SpaceX的猛禽发动机就大有不同了，它经受的全流量分级燃烧轮回口角常高端的时候，比燃气发生器轮回高两个头绪。要评释晰这种责任表情，得先说说介于二者之间的高压补燃轮回，也即是长征五号助推器的YF100发动机经受的轮回表情。

高压补燃属于闭式轮回，预燃室经受富氧燃烧，产生的废气莫得顺利排掉，而是参加燃烧室不绝参与燃烧。由于废气是富氧的，需要补充燃料，是以才叫“补燃”。高压补燃的废气获得了再运用，室压也比燃气发生器轮回更高，是以比冲也更高。但全流量分级燃烧轮回比高压补燃还要愈加激进。

全流量分级燃烧的室压更高，最终也已毕了更大的比冲。第三代猛禽的海平面比冲达到了330秒阁下，显着高于天鹊12。而甲烷在富燃燃烧时的积碳更少，液态甲烷的结焦也远远小于煤油，因此猛禽发动机亦然可叠加运用的。

朱雀二号的运送才气比起星舰更是差得远，它的近地轨说念运力是6吨，当前还莫得已毕回收。而星舰则达到了150~250吨，而且还能回收。是以说，固然朱雀二号和天鹊12抢先已毕了放射入轨，但在时候水平上与星舰与猛禽的组合还有很大差距。星舰近期也会进行第二次入轨放射，若是顺利的话，其上风就更大了。

不外，万事伊始难，当前朱雀二号还是开了一个好头，接下来只消或者走上正轨，束缚放射卫星，束缚修订栽培，就会参加良性轮回。将来批次的朱雀二号将经受修订的天鹊12A发动机，该发动机具备二次启动才气，有叠加使用后劲，而第二级也将取消游机，使用80吨级的天鹊15A可变推力泵前摆液氧甲烷发动机。

马斯克的猎鹰9号一驱动其实也莫得那么强，但其后在握续修订中已毕了可回收，才气也越来越强，服气朱雀二号也能已毕这么的逆袭！