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中国民营火箭上天,航天生意真的好做吗?

来源:腾讯《深网》    作者:相欣 康路      2019-05-06

导语:对于政府而言,通过私人航天科技公司进行火箭发射,将宇航员或货物送入太空,可以在很大程度上降低资金成本。同时,越来越多的公司对航天发射产生了兴趣,商业航天也正在取得令人难以置信的进步。

世界上有许多强大的力量,燃烧的力量一定是其中一种。

内燃机是一种动力机械,它是通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。它以其热效率高、结构紧凑,机动性强,运行维护简便的优点著称于世。一百多年以来,内燃机的巨大生命力经久不衰。同时,内燃机也在不断发展和进化,驱动着人类的未来梦想。

无论过去或现在,总会出现一些人,他们挑战不可能,挑战极限,挑战未知。他们在自己的领域做出惊人成绩。这也许是一股驱动世界改变的力量。看得见的未来第八期,腾讯新闻节目组走访了蓝箭航天和马自达,我们试图探寻太空与陆地上驱动的力量。

太空中的驱动力量

技术的进步,让科学家和研究人员可以在更短的时间内进行太空探索。

得益于国家对民营商业航天领域的政策放开,在太空探索过程中,除了国家层面的投入,市场上涌现了不少民营商业航天企业。世界范围内,过去二十年,以马斯克、贝索斯等人为代表的富有冒险精神的亿万富翁们,也已经在大力投资太空飞行。

对于政府而言,通过私人航天科技公司进行火箭发射,将宇航员或货物送入太空,可以在很大程度上降低资金成本。同时,越来越多的公司对航天发射产生了兴趣,商业航天也正在取得令人难以置信的进步。

蓝箭航天的目标,就是研制出更经济、更快捷、更稳定的运载火箭。2018年9月28日是一个特殊的日子,在浙江湖州,蓝箭航天所研发的火箭发动机“天鹊”短程点火试车成功,向外界展示了中国民营商业航天的建设速度。

发动机是火箭的核心部件,主动力系统全部来自自身研发,如果能将“天鹊”火箭发动机从实验室转化到量产,蓝箭航天收获的将是与世界顶级对手较量的筹码。

作为进入太空的运载工具,火箭的主要服务对象是卫星,它的使命是将卫星送达到预定轨道中。卫星与人们日常生活的联系千丝万缕,无论是我们使用的手机导航、定位还是地图,全都有赖于卫星传输的信号 。

卫星所带来的便利性,在未来无疑是会持续增强的。比如正在加强建设的地轨卫星,通过全球组网能给地面带来更好的通讯保障和更精准的定位,我们未来看到的地图甚至有可能变成一种视频遥感的形式,这将是一个完全数字化的时代,将对生活带来深远和质的改变。对于人类而言,要促成未来科技发展的实现,就要源源不断把卫星通过火箭传送入到太空,卫星应用、卫星技术才能跟我们生活发生更多、更紧密的连接。

运载火箭就像是穿梭在太空中的货车,而卫星就好比是货物。将这些卫星送入太空需要强大的推力,要想完成更大载荷、更高轨道的发射,就必须用使用研制难度更大的液体火箭发动机。

我们上面提到的天鹊火箭发动机是蓝箭航天正在研制一款新型的液氧甲烷发动机,它可以为火箭提供80吨的海平面推力。怎么理解推力呢?简单来说,一个300吨起飞质量的火箭,那就意味要有超过300吨的力量才能把它推起来。而要形成300吨起飞推力,取决于一级状态布置多少台发动机,发动机推力规模越大,布置发动机数量就越少。

也就是说,一个起飞质量达到300吨的火箭,仅需四台80吨海平面推力的发动机就可以将它推起。而液体火箭发动机的优势在于,可回收、清洁环保、推进器更经济。

不过,虽然蓝箭航天制造使用液体燃料的火箭发动机是火箭建造的核心技术,但同时也面临着更复杂的困难,并且,这种复杂程度也会随着发动机推力的放大而增加。

如果说发动机是火箭的心脏,那么涡轮泵就是发动机的心脏。它是整个发动机压力制造者,发动机燃烧所需要的高压和流组织全部来自于涡轮泵的泵压,泵压最大的地方能够达到数十兆帕,用一种形象的说法,涡轮泵从零秒达到额定转速时,在不到1秒的时间里就可以将水达到上千米高空,还要经历从零下180摄氏度到零上600摄氏度的巨大温差变化。

在国内航天领域,并没有太多公司愿意挑战这样的难度。蓝箭航天为自己设定的显然是一个艰难目标。2019年3月,天鹊发动机的半系统试车成功,蓝箭航天离目标又近了一步。

内燃机变革时代到来

新能源汽车浪潮的来袭,似乎传递出这样一个信号:发展了100多年的内燃机在未来几十年或许将从主流走向小众。我们正处于这样的巨大变革中。

新能源势不可挡,但市场的反馈却更加现实,内燃机依然占据着90%多的份额。在很长一段时间里,内燃机都将与新能源共同存在。尽管汽车发动机对能源的使用效率只有30%左右,但鲜有车企愿意冒着风险去实现内燃机技术的再次突破。

马自达是一个特例,它对内燃机技术的执着带来了惊人的成绩。马自达做的是通过提高压缩比的方式提升内燃机的效率,但其中最大的难题在于,高压缩比会带来燃烧时的高温,若处理不当则有可能实现爆震。

马自达的创驰蓝天技术是一系列追求低能耗、高性能科技的集合,目前已经达到18:1的压缩比。要实现这样的目标并不容易,高压缩比可以提高燃烧室内爆炸瞬间的力量,也对整个发动机的强度以及控制水平都提出了更高的要求。创驰蓝天技术不只是发动机技术,它是发动机、变速箱、底盘、车身一系列技术的优化与组合。

现在,这条路已经被证明是行之有效的,提高压缩比获取更高对燃油的利用效率,马自达会继续追求更低的油耗,同时要获得更多的动力,为人们带来理想中的驾驶乐趣。在未来,更高的汽车效率可能会远远超过我们现在的想象。

驱动马自达不断挑战的动力,也不只是技术本身。在追求技术发展的路上,有时人们也许会忘记初衷,忘记技术最终该通向哪里。

技术进步解决的是从A地到B地位移的结果,在此过程中,乘坐者和驾驶者的舒适性、便利性也成为被追求的重要对象。随着用车群体的年轻化,需求也正在变得多样化,除了能够帮助人们解决舒适、便捷位移的交通工具,车辆还应该承载和满足人们的驾驶欲,而马自达正是建立在这样基础上的追求个性化和驾驶愉悦感的品牌。

马自达正努力让汽车发动机再次迸发活力,科技正让我们可以更有效率和更清洁的使用传统能源。未来的世界,也许会是多元的力量在驱动,在融合。在未来,我们应该看得到这些挑战者们留下的痕迹。

(文章为作者独立观点,不代表艾瑞网立场)
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