朱雀二号运载火箭 （蓝箭航天自主研制的新型液氧甲烷火箭）

简介

2019年7月6日，朱雀二号二级游机“天鹊”10吨级发动机推力室长程试车成功。

2020年5月13日，朱雀二号完成控制系统与发动机匹配验证突破泵后摇摆技术。7月14日，朱雀二号完成了控制系统与二级游机发动机匹配性验证。

2021年1月，完成朱雀二号运载火箭整流罩分离试验。

2023年7月12日，朱雀二号遥二液氧甲烷运载火箭在中国酒泉卫星发射中心发射成功。

历史沿革

研制背景

根据发动机使用的燃料不同，火箭可分为固体火箭和液体火箭。液体火箭是指采用液体推进剂的发动机作为动力系统的火箭。固体火箭具备可靠性高、发射操作简单等特点，但比冲小、推力不易控制，不可回收重复利用。相较于固体火箭，液体火箭具备比冲高、推力可调、可多次启动等优点，是可回收运载火箭的更优选择，实现运载火箭的可回收，是国内外商业航天降低运载成本的必经之路。

液体火箭燃料主要包括液氧煤油、液氧液氢和液氧甲烷等，举例美国太空探索技术公司（SpaceX）旗下的猎鹰9号火箭，使用的就是液氧煤油发动机。又因为液氧甲烷拥有比冲更高、推力更大、无毒无污染等优势，所以商业航天企业多专注于液氧甲烷燃料。例如，SpaceX开发的星舰火箭，美国相对论空间公司的人族1号 (Terran 1)火箭，均采用液氧甲烷发动机。此外，过去60多年里，国家围绕液氧煤油、氢氧类的发动机已经做了很多开发工作，相对成熟，蓝箭航天可用液氧甲烷来填补中国航天领域的空白。

研制历程

2018年6月，朱雀二号运载火箭完成方案详细设计，计划于2019年完成全部地面试验，2020年首飞。

2018年7月5日，北京蓝箭科技有限公司（简称“蓝箭航天”）发布了旗下最新研发成果——由其自主研发、具备自主知识产权的中型液体运载火箭“朱雀二号”（ZQ-2）。该款火箭为国内在研运力最大的民营运载火箭。

2018年10月，蓝箭航天进行了国内首次民营运载火箭的入轨发射，其固体火箭“朱雀一号”最终发射失败。此后，蓝箭航天专注液氧甲烷运载火箭“朱雀二号”的研发。

2020年5月13日，蓝箭航天朱雀二号火箭控制系统与“天鹊”80吨液氧甲烷发动机匹配验证成功，顺利完成第三次摇摆试车点火试验，点火时长200秒。试验成功标志着“天鹊”80吨液氧甲烷发动机成为全球首台通过泵后摆发动机技术验证的大推力液氧甲烷发动机。这次试验是“天鹊”80吨液氧甲烷发动机和朱雀二号运载火箭初样研制阶段的重要突破。

2020年7月14日，朱雀二号完成了控制系统与二级游机发动机匹配性验证。其二级游机“天鹊”10吨级液氧甲烷发动机(TQ-11)完成了单次时长达3000秒的热试车考核，达到了国内民营泵压式低温液体火箭发动机单次试车时间最高纪录，发动机各项技术指标满足火箭总体要求。

2021年1月，蓝箭航天空间科技股份有限公司圆满完成了朱雀二号运载火箭整流罩分离试验，试验验证了整流罩分离火工品的工作性能、工作时序以及整个分离动作的全过程，分离过程各项参数符合设计要求，证明了分离设计的合理性和接口协调性，为朱雀二号运载火箭的首飞奠定了坚实的基础。

2021年2月3日，蓝箭航天圆满完成朱雀二号液体运载火箭首台一级四机发动机装配工作。

2022年12月14日，朱雀二号遥一箭在酒泉卫星发射中心首飞试验失利，当时火箭一级、二级主机飞行正常，二级游机工作异常。随后，蓝箭航天成立专项工作组针对故障采取多项改进措施，通过仿真、地面试验和发动机试车验证了改进措施的有效性。

2023年3月31日，朱雀二号遥二运载火箭在嘉兴蓝箭航天中心完成总装，具备交付总测条件。总测工作完成后，会进行更加细致的出厂质量复查与状态准备工作。

2023年5月4日，朱雀二号遥二火箭从蓝箭航天嘉兴火箭制造基地出发，历时9天，于2023年5月12日抵达酒泉卫星发射中心·蓝箭航天火箭发射场。后续火箭根据发射任务计划择机发射。

2023年7月12日上午9时，朱雀二号遥二液氧甲烷运载火箭在我国酒泉卫星发射中心发射升空，火箭进入预定轨道，试验任务取得圆满成功。此次任务是朱雀二号运载火箭第2次飞行。朱雀二号是全球首枚成功入轨飞行的液氧甲烷火箭，标志着我国运载火箭在新型低成本液体推进剂应用方面取得重大突破。

预期计划

蓝箭航天CEO张昌武称，朱雀二号研制的第一批次试验箭中共有三发火箭，第三发已经在装，蓝箭的研制目标是通过三发火箭来取得验证产品的整体设计和性能。如果2023年内，蓝箭能够取得朱雀二号火箭的飞行成功，2024年开始将面向市场做小批量的交付。2025年翻一倍，连续三年争取每年增长一倍。届时，蓝箭有望成为行业里第一家通过液体火箭走完从0到1的中国商业火箭企业，有能力从2024年面向市场，批量化交付液氧甲烷火箭。蓝箭航天已经启动了可重复使用火箭的项目，期望于在2025年取得大的进展，朱雀二号遥二箭的成功会显著地加速可重复使用火箭的开发进程，朱雀二号遥二箭取得成功，可以认为中国商业火箭进入到2.0时代了。2023年7月12日的飞行试验为朱雀二号火箭首飞失利后的复飞，主要考核运载火箭测试发射和飞行全过程方案的正确性、合理性，以及各系统接口的匹配性，为后续火箭正式商业飞行奠定基础，为火箭可靠性、安全性积累子样。朱雀二号火箭即将开启批量化发射进程，蓝箭航天会继续以朱雀系列运载火箭为核心产品，为市场提供发射服务和低成本、高性能、大运力火箭产品。

基础设计

总体设计

朱雀二号为两级液体运载火箭，直径3.35m，全长48.8m，总重216吨，起飞总推力268吨，500km高度太阳同步轨道运力2吨，200km近地轨道运力4吨。可以将两辆标准SUV轿车同时送入太空。 计划于2019年完成全部地面试验，2020年首飞。

朱雀二号运载火箭整流罩采用分瓣旋抛方式分离，整流罩直径3.35米，全长8.24米，为蚌壳式结构，由非金属端头帽和蒙皮桁条结构的锥段、柱段共同组成，截至2021年1月，朱雀二号运载火箭整流罩为中国国内民营航天领域尺寸最大的整流罩，填补了民营航天大尺寸整流罩的空白。

外观样式

2018年7月5日，“朱雀二号”液体运载火箭及其系列化型谱揭开面纱——白色的箭身，红色的朱雀图案环绕，图案上方的“朱雀”二字和图案下方蓝箭航天的英文名“LANDSPACE”互相应和。

动力系统

动力系统分别由“天鹊12”80吨级液氧甲烷发动机与“天鹊11”10吨级液氧甲烷发动机所构成。其中“天鹊”发动机为80吨级液氧甲烷发动机，地面型海平面推力67吨，真空推力76吨；真空型真空推力80吨。

应用补充

朱雀二号系列运载火箭是我国目前运力最大，谱系最广的私营公司的火箭，整个家族从二级到三级，从光杆构型到3CBC构型，覆盖了低，中，高轨道的运载需求，可根据客户不同需求来进行灵活安排。未来有扩展成可重复使用火箭的潜力。

朱雀二号”液体运载火箭通过优化系统架构、创新材料体系、创新制造工艺、重构动力系统、实现无塔架自动化发射等一系列创新，逐一解决了上述问题，实现了环保、经济、快速响应、可复用、可量产等多种优势。

其中一体化电气单机使全箭电气成本降低80%；无塔架发射系统大幅度提升发射效率，可将发射准备时间缩短到7天。

发射历程

发射记录

发射失败

2022年12月14日16时30分，中国在酒泉卫星发射中心执行朱雀二号民营商业新型运载火箭首次飞行试验任务。火箭一级、二级主机飞行正常，二级游机工作异常，发射任务失利。