每日經(jīng)濟新聞 2024-11-14 16:26:19
因為頻段資源和軌道資源都是有限的,全球都在加快完成自己的衛(wèi)星鏈覆蓋,競爭壓力很大,我們要“占頻保軌”(占領頻段保留軌道),盡快發(fā)射更多的衛(wèi)星。所以我們更加需要提高運載火箭的效率,大幅降低成本,加快火箭發(fā)射頻率。
每經(jīng)記者 舒冬妮 每經(jīng)編輯 梁梟
劉紅軍從床上彈起,一看時間凌晨三點,天還沒亮。但顧不了那么多,他麻利地穿好衣服開車前往工作站,他想到一個點子,得馬上用設備做推進演算。等最終形成產(chǎn)品圖紙,已經(jīng)是中午12點。
這是火箭發(fā)動機企業(yè)陜西天回航天技術(shù)有限公司(以下簡稱天回航天)創(chuàng)始人兼董事長劉紅軍的常態(tài)。每天睡前、走路、吃飯,只要是一個人的時候,他都在思考。想法很多,主要關(guān)于運載火箭和發(fā)動機,關(guān)于如何改進產(chǎn)品技術(shù),如何更好地服務中國航天事業(yè)。
10月13日,SpaceX的星艦成功實現(xiàn)了“筷子夾火箭”,即用機械臂首次成功捕獲從天而降的一級火箭。劉紅軍對此很激動,他認為這是火箭原位回收技術(shù)里程碑式的事件,運載火箭完全重復使用,為實現(xiàn)探索太空航班化奠定了基礎。
簡單來說就是,也許未來某一天人們真的可以定時定點,像乘坐航班一樣乘火箭去太空。對于馬斯克的火星移民計劃,這或是重要一步。
但從全球商業(yè)航天競爭格局來看,劉紅軍倍感壓力。美國一家獨大,不僅是在軌衛(wèi)星數(shù)量全球最多的國家,2023年火箭發(fā)射次數(shù)和發(fā)射重量上也都遠超其他國家。中國商業(yè)航天發(fā)展水平也與美國有一定差距。
全球各個國家都在加快自己衛(wèi)星鏈的覆蓋,我國策略是“占頻保軌”,就要盡快發(fā)射更多的衛(wèi)星,所以劉紅軍滿腦子都是“降低火箭發(fā)射成本和提高運載效率”。
這位航天老兵已經(jīng)從業(yè)33年。湖南人劉紅軍本科畢業(yè)于國防科技大學,1991年西安航天動力研究所(航天六院)碩士畢業(yè)后留任,曾擔任運載火箭長征六號副總設計師,航天推進技術(shù)研究院液氧煤油發(fā)動機系列總設計師等要職,現(xiàn)為西北工業(yè)大學航天學院研究員、博士生導師。得益于政策鼓勵支持,他在2021年成立天回航天。今年2月,天回航天獲超億元A輪融資,投前估值20億元。
中國商業(yè)航天在2014年市場開放后進入快速發(fā)展階段,他也留意到,近年來,該市場投融資規(guī)模也在不斷擴大。IT桔子數(shù)據(jù)顯示,截至目前,我國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)共有近200起投融資,2024年至今11月,就有19起投融資,不少融資金額高達幾十億元。目前國內(nèi)商業(yè)航天百花齊放,劉紅軍希望能多一些協(xié)作,少一些同業(yè)競爭。
11月13日,劉紅軍在第十五屆珠海航展現(xiàn)場接受了《每日經(jīng)濟新聞》記者專訪,從火箭發(fā)動機談到商業(yè)航天,從競爭談到挑戰(zhàn),他反復強調(diào),要努力“降低火箭發(fā)射成本和提高運載效率”。
珠海航展天回航天展臺 圖片來源:每經(jīng)記者 舒冬妮 攝
NBD:火箭發(fā)射和商業(yè)航天是不是離普通民眾有些遙遠?
劉紅軍:其實火箭發(fā)射和商業(yè)航天與人們的生活息息相關(guān),我們的手機以及很多通信設備用的都是衛(wèi)星通信,衛(wèi)星需要靠火箭發(fā)射到軌道,再提供信號,包括我們用到的航海定位、山區(qū)野外通信、資源勘測、導航等等,最源頭就是火箭。可能這個產(chǎn)業(yè)鏈太長了,大家聯(lián)想不到那么多,覺得陌生,但它其實離我們很近。
國外有全民航天的概念,這在國內(nèi)是沒有的,所以也希望大家都能參與進來,呼吁全民都參加航天的一些活動,通過網(wǎng)站網(wǎng)絡,全民共建未來太空,這可以很好地激勵航天企業(yè)的發(fā)展,同時有專業(yè)愛好者也可能成為企業(yè)的智囊團,給到企業(yè)啟發(fā)。
NBD:您的團隊是如何定位天回航天的火箭發(fā)動機產(chǎn)品在市場中的角色?您如何看待公司在商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈上的定位?
劉紅軍:天回航天是一家專注于先進液體火箭發(fā)動機的高新技術(shù)企業(yè),定位是要做國內(nèi)商業(yè)航天液體動力的引領者和主導供應商。我們現(xiàn)在有4款液體火箭發(fā)動機,具體包括100噸推力液氧煤油混合循環(huán)發(fā)動機“紅龍一號”,85噸推力液氧煤油抽氣循環(huán)發(fā)動機“巧龍一號”,2.5噸推力先進高空發(fā)動機“小龍一號”及控龍系列發(fā)動機。目前在性能、推重比、可靠性、經(jīng)濟性上,都是比較領先的,能有效提高火箭的運載效率。
火箭發(fā)動機相當于運載火箭的心臟,性能好壞直接決定了運載火箭的效率,所以發(fā)動機的技術(shù)門檻也是最高的,占運載火箭的整體成本是30%至50%。其他的占比比較高的就是箱體結(jié)構(gòu)和電氣設備。
天回航天火箭發(fā)動機“巧龍一號” 圖片來源:每經(jīng)記者 舒冬妮 攝
一臺火箭發(fā)動機的研發(fā)周期大概是3—5年,基于之前的沉淀,我們的進程比較快,3年就完成了多款發(fā)動機的研制,現(xiàn)在在不斷努力提高性能。
我在航天六院工作的時候,國家正在研制新一代火箭發(fā)動機,經(jīng)歷了十來年漫長的研制周期。后面研制周期變成6—8年,再到現(xiàn)在的3—5年,在長期的積累和沉淀之后,研制速度大大加快了。
NBD:隨著技術(shù)進步和市場需求的增長,商業(yè)航天正在成為全球關(guān)注的焦點。全球的商業(yè)航天發(fā)展是什么樣的?中國與之相比處于什么境地?
劉紅軍:全球商業(yè)航天的發(fā)展可以說是一家獨大,主要指美國馬斯克的SpaceX公司,它的火箭發(fā)射占據(jù)了全球絕大部分。而我們國家和美國比,航天發(fā)射運載效率仍有較大的提升空間。
單說發(fā)動機的話,在某些方面還是處于同等的水平。但我們的整體創(chuàng)新力度不夠,在發(fā)動機性能提升上還有一些空間。我們也希望通過努力,實現(xiàn)國家商業(yè)航天火箭發(fā)射的發(fā)展速度,提高我們的發(fā)射效率和降低成本。
總體來說,在商業(yè)航天的全球競爭格局中,美國一家獨大,中國也處于比較領先的地位,但也要意識到差距。
NBD:全球商業(yè)航天的競爭激烈嗎?這些競爭主要集中在哪些細分方向?
劉紅軍:比較激烈,特別是在軌道資源的搶占上。因為頻段資源和軌道資源都是有限的,全球都在加快完成自己的衛(wèi)星鏈覆蓋,競爭壓力很大,我們要“占頻保軌”(占領頻段保留軌道),盡快發(fā)射更多的衛(wèi)星。所以我們更加需要提高運載火箭的效率,大幅降低成本,加快火箭發(fā)射頻率。
中國的在軌衛(wèi)星是900多顆,位居世界第二位。美國的在軌衛(wèi)星數(shù)量是5000多顆,在全球總活躍衛(wèi)星數(shù)量一半左右,就2023年就發(fā)射了2000多顆。僅SpaceX一家公司,近地軌道資源就占據(jù)了大部分,所以這是非常非常迫切的競爭焦點。
NBD:那從您的視角來看,我國的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展處于怎樣的階段和水平?目前商業(yè)航天最大的挑戰(zhàn)是什么?
劉紅軍:商業(yè)航天最大的挑戰(zhàn)還是真正降低發(fā)射成本和提高效率,我們必須大幅提高運載火箭的運載效率和能力,從去年來看,我們的發(fā)射次數(shù)是有限的,這取決于兩個方面,一方面是發(fā)動機產(chǎn)能不足,不能支持高頻次的航天發(fā)射;第二是運載效率偏低,規(guī)模偏小,如果我們能做一些大型的運載火箭,把運載能力大幅提高,同時采用先進的高性能動力,可以大幅提高效率。
要組建衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)需要發(fā)射很多衛(wèi)星,需要大運力商業(yè)運載火箭經(jīng)過高頻次發(fā)射來實現(xiàn)。
另外一方面,資金的保障和試驗資源的保障等都還有很大挑戰(zhàn)。要加快高性能發(fā)動機研發(fā)的速度,需要資金的大量投入,充足的資金有助于快速迭代,服務于各種火箭總體的需求。
劉紅軍在珠海航展現(xiàn)場 圖片來源:每經(jīng)記者 舒冬妮 攝
說到資金投入,我們不倡導每家公司都去建設自己的試驗臺和發(fā)射工位,因為它的投入成本很高,建設周期也長。如果這些資源能被開放共享,也有利于提高資金的利用率。
NBD:今年10月,SpaceX的星艦成功實現(xiàn)了“筷子夾火箭”,我相信您肯定也第一時間關(guān)注到這個事情了,您當時第一感受怎么樣?您如何看待SpaceX的成功經(jīng)驗?
劉紅軍:“筷子夾火箭”這種回收方式取得成功,是原位回收技術(shù)里程碑式的事件,運載火箭的重復使用看到了曙光,為探索太空實現(xiàn)航班化發(fā)射火箭奠定了基礎。
看到這個消息,我也很激動。可以說馬斯克在探索太空和商業(yè)航天上走出了一條成功之路,也激勵我們要盡快突破這種火箭完全重復使用的技術(shù)。發(fā)動機已經(jīng)具備可重復使用的功能,但要實現(xiàn)商業(yè)運載火箭的完全重復使用,還需要攻克一些整體層面的關(guān)鍵技術(shù)。
實現(xiàn)火箭的可重復使用是降低成本的根本之路,這里面發(fā)動機非常關(guān)鍵,因為每次的重復試驗都要以犧牲部分運力為代價,所以運載火箭的發(fā)射成功次數(shù)足夠多,才能真正大幅降低運載火箭的發(fā)射成本,所以這對發(fā)動機的可靠性、可重復使用性,都提出了非常高的要求。
我們在發(fā)動機頂層設計的時候,就考慮可靠性,同時通過批量化流水線生產(chǎn)提高一致性,降低發(fā)動機的制造和使用成本,最后能降低40%至50%成本。
要實現(xiàn)運載火箭的重復使用,就需要大量的試驗,需要大量試錯,馬斯克就是走的這樣一條路。從商業(yè)航天來說,我們希望能更多開放一些國家資源,能把試驗做得更充分,同時也能忍受一些實際飛行的試錯能力,提供更多的資源和機會,商業(yè)航天的發(fā)展可能會更好。
NBD:近幾年商業(yè)航天的投融資規(guī)模在加大,國內(nèi)的商業(yè)航天競爭情況如何?
劉紅軍:近幾年國內(nèi)商業(yè)航天的投融資規(guī)模在逐漸擴大,實際上也引進了很多具備發(fā)射能力的總體火箭公司。可以說國內(nèi)的商業(yè)航天處于高速發(fā)展的初級階段,但仍需要大幅提高效率和降低成本,這是我們面臨的一個挑戰(zhàn),也是必須盡快解決的問題。
所以國內(nèi)的商業(yè)航天我希望是進行一些協(xié)作,而不是做同業(yè)競爭,這會對提高效率產(chǎn)生負面影響。讓專業(yè)的人做專業(yè)的事,發(fā)動機、指導控制、結(jié)構(gòu)和總體都各司其職,然后形成協(xié)作,強強聯(lián)合,這會讓中國的商業(yè)航天發(fā)展更加健康,未來也會走得更遠。
目前來看,國內(nèi)很多火箭公司都在研發(fā)自己的發(fā)動機,其實這樣會造成資源和資本的重復,我倡導和希望咱們能聯(lián)合起來,以各自專長來推進規(guī)模化發(fā)展。我們的發(fā)動機是將要進行規(guī)模化生產(chǎn)的,現(xiàn)在是已經(jīng)布局和規(guī)劃了一年滿產(chǎn)1000臺先進發(fā)動機生產(chǎn)規(guī)模,能保證為其他商業(yè)航天公司提供優(yōu)秀的動力。
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