朱雀二號

世界航天未來發展的一大趨勢，就是開拓並充分利用太空資源。國際社會秉持着“先來後到”的太空資源開發原則，意味着哪個國家發射航天器越多、空間技術發展越快，就越容易在太空資源開發和探索上搶佔先機。搶佔先機同樣需要考慮成本，因而降低運載火箭發射成本，對當前中國航天事業發展意義重大，同時也是世界各國航天事業共同追求的目標。

中國空間站已全面建成轉入常態化運行，中國載人登月工程初步方案公佈，一批商業航天重大項目發佈，都顯示中國航天事業仍在加速發展，運載火箭仍將保持高密度發射。高頻的火箭發射必然帶來高額的發射成本，降低成本才能促進航天事業健康有序可持續發展，這是全球航天大國已形成的共識。

自2014年起中國國家層面持續“鼓勵民間資本參與國家民用空間基礎設施建設”，中國商業航天事業正在逐步壯大，並擁有了兩位數的商業火箭成功發射記錄。天上運行的許多衞星，就是由民營商業航天公司自主研製的運載火箭成功送入太空的。

2023年5月，中國載人航天工程辦公室發佈《關於徵集空間站低成本貨物運輸系統總體方案的公告》，目的就是為了進一步降低成本，探索發展商業航天模式，市場化採購低成本貨物運輸服務。

發展商業航天，讓運載火箭技術研製有了更多試錯可能，也為衞星等載荷在新型消費領域提供惠民服務提供更多發展機遇。此外，液氧甲烷燃料的成功運用，對於探索火星等人類社會太空探索更長遠目標，也有着巨大意義。可以想見在未來，會有更多商業航天公司自主研發的運載火箭成功上天 ^[22]  。

正是在上述背景下，中國北京藍箭航天空間科技股份有限公司（簡稱：藍箭航天）投入朱雀二號運載火箭的研發。

中國航天科技研製單位，通過對中國國內外發展情況的分析，結合中國重複使用運載器的技術研究現狀及技術基礎，充分借鑑美國在發展重複使用運載器過程中由於過於追求單級入軌的先進指標幾經挫折的經驗教訓，提出中國發展重複使用運載器“三步走”的發展思路：

第一步：火箭動力的助推器、或第一級可重複使用實現工程應用；

第二步：火箭動力兩級入軌完全可重複使用運載器實現工程應用；

第三步：組合動力兩級入軌完全可重複使用運載器具備工程應用能力。

結合實際需求和能力基礎，確定優先發展思路，即首先選擇液氧煤油或液氧甲烷發動機。以發動機壽命不低於1萬秒、可重複使用次數30～50次為目標，突破火箭發動機可重複使用等為代表的關鍵技術；基於選定發動機，構建垂直起飛、水平降落的火箭動力一級可重複使用運載器。該型可重複使用運載器與一次性上面級結合，可用於快速、低成本發射小型有效載荷，併力爭將單次發射成本控制在1000～3000萬元，響應時間控制在24小時以內，增強在日益增長的小衞星發射市場中的競爭力 ^[26]  。

液氧甲烷發動機是未來世界各國發展的主要方向之一，因為它具有無毒環保、高可靠、高性能、低成本、易操作、可重複使用等特點，是航天主動力技術發展的重要方向。

首先是液氧甲烷的推進效率高，推進劑的理論比衝高達390秒，僅次於液氫液氧推進劑；第二個主要原因是液氧甲烷推進劑燃燒無積碳，點火機構設計更容易，便於發動機回收複用，非常適合用於可重複使用火箭或飛行器，第三個是甲烷與液氧的沸點相差不到20℃，貯箱間的隔熱需求大幅下降，可以更方便地引入共底設計，減輕結構重量；第四是甲烷推進劑可從天然氣、油田氣、可燃冰等中分離，來源廣泛，價格便宜，可以進一步降低火箭的成本。

中國北京藍箭空間科技公司在創業之初就選定液氧甲烷火箭的發展方向，液氧甲烷更容易獲取，並且對未來可重複使用⽕箭的開發更加有利 ^[29]  。

2018年6月，北京藍箭空間科技公司的朱雀二號運載火箭完成方案詳細設計 ^[1]  。

2018年7月5日，北京藍箭空間科技公司發佈了旗下研發成果——由其自主研發、具備自主知識產權的中型液體運載火箭“朱雀二號” ^[1]  。

“朱雀二號”液體運載火箭及其系列化型譜揭開面紗——白色的箭身，紅色的朱雀圖案環繞，圖案上方的“朱雀”二字和圖案下方藍箭航天的英文名“LANDSPACE”互相應和 ^[1]  。

2019年7月6日 ，朱雀二號二級遊機“天鵲”10噸級發動機推力室長程試車成功。

2020年5月13日，藍箭航天朱雀二號火箭控制系統與“天鵲”80噸液氧甲烷發動機匹配驗證成功，順利完成第三次搖擺試車點火試驗，點火時長200秒。試驗成功標誌着“天鵲”80噸液氧甲烷發動機成為全球首台通過泵後襬發動機技術驗證的大推力液氧甲烷發動機 ^[4]  。這次試驗是“天鵲”80噸液氧甲烷發動機和朱雀二號運載火箭初樣研製階段的重要突破。 ^[5] 

2020年7月14日，朱雀二號完成了控制系統與二級遊機發動機匹配性驗證。其二級遊機“天鵲”10噸級液氧甲烷發動機(TQ-11)完成了單次時長達3000秒的熱試車考核，達到了國內民營泵壓式低温液體火箭發動機單次試車時間最高紀錄，發動機各項技術指標滿足火箭總體要求。 ^[2] 

2021年1月，藍箭航天公司完成了朱雀二號運載火箭整流罩分離試驗，試驗驗證了整流罩分離火工品的工作性能、工作時序以及整個分離動作的全過程，分離過程各項參數符合設計要求，證明了分離設計的合理性和接口協調性，為朱雀二號的首飛奠定了堅實的基礎。 ^[3] 

2022年5月，藍箭航天公佈了最新“朱雀二號”液氧甲烷運載火箭遙一火箭照片。 ^[8]  10月，根據公告文件，國內民營火箭公司藍箭航天的朱雀二號遙一運載火箭將於 12 月 3 日在酒泉衞星發射中心首飛發射。 ^[10]  11月，朱雀二號液氧甲烷運載火箭（遙二）主要部組件齊套，在嘉興藍箭航天中心開始總裝工作，這標誌着朱雀二號火箭第一批次產品開始進入量產階段。 ^[11] 

2023年5月12日，據藍箭航天官微消息，朱雀二號遙二火箭於2023年5月4日從藍箭航天嘉興火箭製造基地出發，歷時9天，於2023年5月12日抵達酒泉衞星發射中心·藍箭航天火箭發射場。後續火箭將根據發射任務計劃擇機發射。 ^[14] 

藍箭航天空間科技股份有限公司宣佈，2023年10月29日，朱雀二號遙三運載火箭從藍箭航天嘉興火箭製造基地出發，運往位於酒泉衞星發射中心的藍箭航天液氧甲烷火箭發射工位，即將執行該型號第一批次試驗箭的第三次發射任務。 ^[30] 

2024年3月7日，據藍箭航天官微消息，朱雀二號02批遙一運載火箭二級發動機已在湖州藍箭航天動力製造基地完成裝配和驗收工作，作為首台天鵲A發動機，即將亮相嘉興藍箭航天中心，開始火箭總裝工作。此前，二級發動機已完成驗收試車，發動機工作穩定，變推力過程可靠，各項性能均滿足設計要求。 ^[33] 

朱雀二號為兩級液體運載火箭，直徑3.35米，全長49.5米，總重216噸，起飛總推力268噸，500千米高度太陽同步軌道運力4噸，200千米近地軌道運力6噸。可以將兩輛標準SUV轎車同時送入太空 ^{[6]  [21]}  。

朱雀二號運載火箭整流罩採用分瓣旋拋方式分離，整流罩直徑3.35米，全長8.24米，為蚌殼式結構，由非金屬端頭帽和蒙皮桁條結構的錐段、柱段共同組成，截至2021年1月，朱雀二號整流罩為中國國內民營航天領域尺寸最大的整流罩，填補了民營航天大尺寸整流罩的空白 ^[3]  。

朱雀二號運載火箭採用天鵲TQ-12發動機。天鵲（TQ-12）為80噸液氧甲烷發動機，是全球首台經過飛行驗證的大推力泵後襬液氧甲烷發動機，推力水平在同技術產品中可達世界第三、亞洲第一 ^[27]  。

TQ-12A發動機於2021年2月立項並啓動研製，在充分繼承TQ-12發動機技術的基礎上，通過設計優化及改進，發動機推力提高9%、比衝提高40米/秒、重量減輕100千克 ^[24]  。

“朱雀二號”配備的“天鵲”發動機是一款以液氧甲烷為推進劑的發動機，推力達到近百噸級，完全由企業自主研發。 ^[6] 

朱雀二號運載火箭第二批次將採用的天鵲TQ-15A發動機，是中國國內推力最大的真空型液氧甲烷發動機，真空推力達836千牛，是朱雀二號火箭第二批次的二級主發動機，與現有80噸+10噸的二級發動機佈局方案相比，取消了遊動發動機TQ-11，主發動機由不搖擺改為泵前擺，降低了二級發動機系統複雜度，總重量減輕約400kg，推力室進一步增大噴管面積比，並將渦輪排氣引入推力室大噴管進行冷卻，解決了渦輪排氣引起的干擾力問題。TQ-15A發動機真空推力提高9%，真空比衝提高130米/秒，推力調節範圍拓寬至55%~110%，且具備三次起動能力，可大幅提升火箭發射任務的適應性 ^{[9]  [28]}  。

朱雀二號系列運載火箭是中國在研運力最大，譜系最廣的私營公司的火箭，整個家族從二級到三級，從光桿構型到3CBC構型，覆蓋了低，中，高軌道的運載需求，可根據客户不同需求來進行靈活安排。未來有擴展成可重複使用火箭的潛力。

朱雀二號”液體運載火箭通過優化系統架構、創新材料體系、創新制造工藝、重構動力系統、實現無塔架自動化發射等一系列創新，逐一解決了上述問題，實現了環保、經濟、快速響應、可複用、可量產等多種優勢。

其中一體化電氣單機使全箭電氣成本降低80%；無塔架發射系統大幅度提升發射效率，可將發射準備時間縮短到7天。

2022年12月14日16時30分，“朱雀二號”遙一運載火箭從酒泉發射場發射升空。火箭一級飛行正常，一二級分離正常，整流罩分離正常，二級飛行異常，未能達到入軌速度（比軌道速度低 2 公里 / 秒），最終遺憾再入大氣層，發射任務未能取得成功 ^[12]  。事後查明，原因是二級管路出現了破裂 ^[29]  。

2022年12月14日16時30分，中國在酒泉衞星發射中心執行朱雀二號民營商業新型運載火箭首次飛行試驗任務。火箭一級、二級主機飛行正常，二級遊機工作異常，發射任務失利。具體原因正在進一步分析排查 ^[13]  。

2023年7月12日9時0分，朱雀二號遙二液氧甲烷運載火箭在中國酒泉衞星發射中心發射成功，火箭進入預定軌道飛行，試驗任務取得成功 ^[15-16]  。

2023年12月9日07時39分，朱雀二號遙三運載火箭在我國酒泉衞星發射中心發射升空，將搭載的鴻鵠衞星、天儀33衞星及鴻鵠二號衞星順利送入預定軌道，發射任務獲得圓滿成功。 ^[31] 

朱雀二號火箭的三級狀態代號ZQ-2A，火箭起飛質量225噸，其200公里近地軌道運力6噸，500公里太陽同步軌道運力4噸 ^[25]  。

朱雀二號運載火箭研製中取得多項技術突破：

第一、中國國內首台作為工程型號的液氧甲烷可重複使用發動機，實現80噸發動機實際運用。

第二、天鵲發動機的液氧甲烷高效穩定燃燒技術，推力室燃燒效率達到0.985，燃燒室脈動壓力低於0.1MPa，達到國際一流水平，是該發動機上的又一次突破。

第三、火箭發動機的研究過程之中，實現了大型噴管激光焊接技術，該項技術為中國國內首創，達到國際領先水平。

第四、採用高精度高壓低温調節器技術融合，新型密封結構的低温閥門技術等 ^[29]  。

朱雀二號遙二液氧甲烷運載火箭在中國酒泉衞星發射中心發射升空，火箭進入預定軌道，試驗任務取得成功。朱雀二號是全球首枚成功入軌飛行的液氧甲烷火箭，標誌着中國運載火箭在新型低成本液體推進劑應用方面取得重大突破 ^[22]  。

該次任務的成功，驗證了朱雀二號火箭各系統方案，為下階段的可重複使用火箭研製打下了堅實的基礎。未來將優化提升朱雀二號的運力，推動可重複使用火箭的研製，進一步降低運載火箭的成本 ^[20]  。（光明日報、中國日報網 評）