2025年9月15日，天兵科技在山東海陽東方航天港海上平臺(tái)，完成了自主研制的天龍三號(hào)大型液體運(yùn)載火箭一子級動(dòng)力系統(tǒng)試車，刷新了國內(nèi)商業(yè)航天液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的推力紀(jì)錄，是我國商業(yè)航天領(lǐng)域首個(gè)海上熱試車試驗(yàn)。
據(jù)介紹，火箭動(dòng)力系統(tǒng)試車是研制過程中系統(tǒng)最多、狀態(tài)最復(fù)雜、難度最大的地面試驗(yàn)，也是火箭首飛前最重要的前置試驗(yàn)。通過此次“全維度技術(shù)驗(yàn)證”，標(biāo)志著國內(nèi)運(yùn)力最大的民營液體火箭天龍三號(hào)已通過“大考”，全面進(jìn)入首飛任務(wù)的最后沖刺。
根據(jù)后續(xù)安排，天龍三號(hào)將在2025年年底前首飛，并計(jì)劃在首飛后快速實(shí)現(xiàn)常態(tài)化商業(yè)發(fā)射，保障每年30次以上的發(fā)射任務(wù)。為保障高頻次發(fā)射，天兵科技已在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心布局建設(shè)了國內(nèi)首個(gè)民營液氧煤油火箭專用發(fā)射工位，并啟動(dòng)了第二個(gè)專用發(fā)射工位的規(guī)劃建設(shè)工作。
開創(chuàng)“海上作業(yè)”新范式
據(jù)介紹，天龍三號(hào)是我國商業(yè)航天首款有望實(shí)現(xiàn)近地軌道運(yùn)載能力超20噸的大型液體火箭，自2022年3月即啟動(dòng)型號(hào)研制，全箭長度72米，起飛重量約600噸，火箭一級配置9臺(tái)天火十二發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)工作，近地軌道有效運(yùn)力17-22噸、太陽同步軌道運(yùn)力10-17噸，性能比肩國際主流的SpaceX 獵鷹9號(hào)火箭，可實(shí)現(xiàn)一箭36星互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星組網(wǎng)發(fā)射，支持我國空間站大規(guī)模貨物運(yùn)輸需求以及中高軌衛(wèi)星發(fā)射需求。
此次天龍三號(hào)一級動(dòng)力系統(tǒng)海上試車全面覆蓋從推進(jìn)劑加注、多機(jī)分批點(diǎn)火、穩(wěn)定工作到程序關(guān)機(jī)等箭地測發(fā)全過程，涵蓋箭體結(jié)構(gòu)、地面測控、工藝系統(tǒng)、安控系統(tǒng)等全鏈條協(xié)同的綜合演練，并開創(chuàng)“海上作業(yè)”新范式，針對海上復(fù)雜環(huán)境，突破防風(fēng)、防晃、防雷、防鹽霧、防噪、環(huán)境保護(hù)及發(fā)動(dòng)機(jī)火焰高溫防護(hù)等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，推動(dòng)商業(yè)航天從“陸地依賴”向“陸海協(xié)同” 升級。
區(qū)別于國內(nèi)商業(yè)航天此前試車測試，此次試車箭體，在完成必要檢查維護(hù)后，將直接執(zhí)行天龍三號(hào)的首次飛行任務(wù)，將同一套箭體系統(tǒng)先后用于地面全系統(tǒng)試車和首次飛行任務(wù)。本次全系統(tǒng)試車高度模擬火箭實(shí)際飛行狀態(tài)，各系統(tǒng)工作正常，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)序準(zhǔn)確、工作平穩(wěn)、關(guān)機(jī)正常，全系統(tǒng)綜合演練獲取的各項(xiàng)參數(shù)滿足火箭首飛的性能要求。
除動(dòng)力和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)外，本次試車還全面驗(yàn)證了天龍三號(hào)火箭的多項(xiàng)新技術(shù)。據(jù)悉，天龍三號(hào)火箭一子級創(chuàng)新應(yīng)用了液氮加溫增壓技術(shù)，該設(shè)計(jì)將液氮罐直接置于液氧箱內(nèi)部，利用液氮加溫汽化為液氧箱和煤油箱同時(shí)提供增壓氣體，使增壓系統(tǒng)重量降低了50%以上，成本減低為原有1/10。此外，著眼于可重復(fù)使用，火箭一子級尾段采用了蜂窩式結(jié)構(gòu)，為9臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)中的每一臺(tái)都提供了獨(dú)立的包絡(luò)空間，大幅降低地面維護(hù)的復(fù)雜度，并提高了故障隔離能力。
在業(yè)內(nèi)人士看來，此次試車成功也再次驗(yàn)證了中國航天歸零機(jī)制的有效性。從去年6月30日失利到本次試車成功，天兵科技通過全面“歸零”流程，最終形成了 127 項(xiàng)可靠性改進(jìn)和增長措施，包括采用新材料將連接結(jié)構(gòu)安全系數(shù)提高至行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的1.5倍、增設(shè)冗余約束裝置、聯(lián)合第三方機(jī)構(gòu)對63項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行復(fù)核復(fù)算等，并在去年8月30日完成故障歸零評審。這一系列舉措，最終建立起一套更為嚴(yán)格和完備的地面驗(yàn)證體系，確保了在此次火箭試車前充分暴露并解決所有潛在風(fēng)險(xiǎn)。在技術(shù)工程高度復(fù)雜、資本密集、時(shí)間敏感的商業(yè)航天發(fā)射領(lǐng)域，天兵科技這種從歸零中快速迭代和解決問題的能力尤為重要。
把握商業(yè)航天發(fā)展機(jī)遇
當(dāng)前，我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)牌照發(fā)放已進(jìn)入倒計(jì)時(shí)，超3萬顆衛(wèi)星大規(guī)模組網(wǎng)的商業(yè)發(fā)射需求激增，天龍三號(hào)進(jìn)入首飛準(zhǔn)備，有望為我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模組網(wǎng)建設(shè)提供新的運(yùn)力選項(xiàng)。
在業(yè)內(nèi)看來，這一選項(xiàng)的出現(xiàn)，其意義不止于運(yùn)載能力的數(shù)量級提升，更在于它將從根本上改變中國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的競爭邏輯與發(fā)展模式。在此之前，國內(nèi)商業(yè)航天發(fā)射服務(wù)更多聚焦于滿足中小型、驗(yàn)證型衛(wèi)星的零散、定制化需求；而天龍三號(hào)這類具備“一箭多星”群發(fā)能力、并以重復(fù)使用和批量化生產(chǎn)為目標(biāo)的運(yùn)載火箭，將推動(dòng)發(fā)射服務(wù)從滿足零散需求，轉(zhuǎn)向支撐規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化、常態(tài)化的星座組網(wǎng)部署。
這不僅為下游的衛(wèi)星制造與應(yīng)用企業(yè)打開了商業(yè)閉環(huán)的關(guān)鍵瓶頸，也標(biāo)志著我國商業(yè)航天正式具備了支撐國家“新基建”戰(zhàn)略的產(chǎn)業(yè)化能力，從單一的技術(shù)競爭，邁入了由產(chǎn)業(yè)模式和生態(tài)效率主導(dǎo)的全新發(fā)展階段。
商業(yè)航天發(fā)展的第一性原則是追求高可靠與低成本。據(jù)介紹，天龍三號(hào)在設(shè)計(jì)之初，就將在確?？煽啃郧疤嵯碌某杀究刂曝灤┯诩夹g(shù)創(chuàng)新之中，在動(dòng)力系統(tǒng)上，天兵科技通過大規(guī)模應(yīng)用3D打印技術(shù)，將天火十二發(fā)動(dòng)機(jī)約90%的零組件進(jìn)行一體化打印，使制造周期由傳統(tǒng)工藝的5-6個(gè)月縮短至2-3周，顯著降低了生產(chǎn)成本。在推進(jìn)劑選擇上，沿用天龍二號(hào)全球首次飛行驗(yàn)證的煤基航天煤油，使燃料單位成本降低超過50%，結(jié)合硫分離技術(shù)大幅改善發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)焦問題，提升了火箭的復(fù)用潛力。
在關(guān)鍵子系統(tǒng)上，天兵科技自主研制的三冗余計(jì)算機(jī)通過采用工業(yè)級元器件，在保證可靠性的前提下，將相關(guān)成本降至市場同類產(chǎn)品的六分之一。這些貫穿于全箭的技術(shù)與供應(yīng)鏈創(chuàng)新，共同構(gòu)成了天龍三號(hào)的核心商業(yè)價(jià)值，即為大規(guī)模衛(wèi)星組網(wǎng)發(fā)射，提供一個(gè)具備成本競爭力且可靠的運(yùn)力解決方案。
為打造最具商業(yè)能力的火箭，目前天兵科技已形成火箭自研、規(guī)模制造加專屬發(fā)射工位的全產(chǎn)業(yè)鏈布局，構(gòu)建起以北京火箭研發(fā)中心、西安動(dòng)力研發(fā)中心、鄭州火箭發(fā)動(dòng)機(jī)智造及動(dòng)力試驗(yàn)中心、江蘇火箭智造基地為核心的“三大中心五大平臺(tái)”航天智造體系，具備年產(chǎn)30發(fā)天龍三號(hào)液體運(yùn)載火箭和20發(fā)天龍二號(hào)液體運(yùn)載火箭的制造能力，構(gòu)建起基于成本和生產(chǎn)規(guī)模的長期競爭優(yōu)勢，以更好滿足后續(xù)大規(guī)模組網(wǎng)發(fā)射需求，驅(qū)動(dòng)中國商業(yè)航天從單一技術(shù)設(shè)計(jì)比拼，升級為產(chǎn)業(yè)模式和生態(tài)效率的良性競爭。
