中國液氧甲烷火箭發射失利卻打破傳統，分析：選液氧甲烷另有原因

前幾日，由藍箭航空航天公司研發的液氧甲烷火箭朱雀二號發射失敗了！

根據官方發佈的消息來看，朱雀二號於12月14日下午4：30分，在酒泉發射場發射，最開始一級、二級火箭發射正常，但火箭入軌過程中，二級火箭的遊機工作出現異常，這預告着朱雀二號任務發射不成功。

該火箭發射失敗的消息在國內外的航天愛好者圈子裡傳開。

國內航天關注者大多都表示：沒關係，失敗是成功之母。

國外航天關注者和部分良心媒體僅僅只是把該失敗消息發出並指出這是一大進步。

這些說得確實都沒錯。

朱雀二號打破多項傳統

朱雀系列的火箭均由民營企業藍箭航天空間科技股份有限公司人員研製發射。

此次發射的朱雀二號火箭體長49.8米，直徑3.35米，總重量達260噸。

雖然此次發射失敗，但這款火箭本身卻打破了兩項傳統：

這是我國第一次用液體運載火箭發射；這也是全球第一款液氧甲烷運載火箭。

最值得一提的便是液氧甲烷燃料。

來源於官網截圖

目前來看，火箭發射用到的燃料，大致可分爲三種，分別爲液氧煤氣，液氧液氫，偏二甲肼/四氧化二氮。

液氧煤氣是航空航天發展最早用到的火箭推動劑，液氧是助燃劑，煤是燃燒劑。當年蘇聯發射的阿波羅11號火箭發射就是用到的這個燃料組合。

該組合的優勢在於比衝高（可以簡單理解爲推進火箭發射速度比較快），沒有毒氣，可靠性強。劣勢在於煤炭容易燒焦，對環境有一定的污染且不可重複利用。

不過，在後續發展中，人們發現該組合的弊端大於優勢，便將該組合淘汰。

目前，主要用到的就是液氧液氫與偏二甲肼/四氧化二氮。

液氧液氫優勢 在於氧氣與氫氣在點燃或通電條件下，產生的化合物爲水，對環境污染小，火箭推動力在三種燃料組合中最大。比如，美國航空飛機，德爾塔火箭用到的燃料都是這個組合。

劣勢在於氫氣是所有化學元素中最活躍的，對儲存，控制要求極高，稍有不慎可造成嚴重後果。

比如，氫氣儲存條件是-250攝氏度，宇宙最低儲存溫度爲-273.5攝氏度。想要讓氫氣以液體狀態存在，溫度必須控制在-259攝氏度和-250攝氏度之間。溫度過高，氫氣容易氣化，溫度過低容易固化。

偏二甲肼/四氧化二氮這個燃料組合優勢在於保存容易，不需要超低溫保存；便於點火，不需要複雜的點火系統，技術與成本要求都相對較低，該組合是目前的國際主流組合。

劣勢在於該組合的偏二甲肼含有劇毒，點燃後對環境污染相對比較大。

鑑於以上三種組合的優勢劣勢，人們在發展中研製出“液氧甲烷”的火箭燃料。

“液氧甲烷”作爲火箭推動力

液氧甲烷這個組合的優勢在於污染小，儲存方便，成本低。

除去上述這些優勢之外，最主要與當前火箭發生困擾人們的主要問題相關。

當前，火箭發射的最大問題在於“一錘子買賣”，簡單理解，不僅不能重複使用，而且後續弊端很多。

“液氧甲烷”的組合則在某種程度上解決了當前存在的“一錘子買賣”問題。

比如，完全沒有積碳結焦，維修方便，爲回收利用奠定基礎。

以前人們用煤油氧氣這個組合作爲燃料，該組合的使用弊端就像是日常生活中使用柴火做飯，燒到一定程度，木柴會變成碳，碳可以再次被使用。

與此同時，鍋下方會出現一層黑的，但這層黑的不影響鍋的使用。

鍋和火箭的不同之處在於：燒火的木柴就像是發動機的燃料，過低的這層黑的就像是火箭發動機表層的碳化物質。

碳化後的木柴燒火做飯不影響，鍋底的黑也不影響飯熟。

但火箭發射要求零誤差，這些碳化的物質放到火箭上不僅不能重複使用，表層的黑化物質還會爲火箭運行埋下隱患，維修起來也是個問題。

甲烷是含氫量最大，含碳量最小的化學物質。由於這個特性，與空氣發生化學反應便不容易碳化，很好地避免“碳化”帶來的維修，一次性買賣等問題。

甲烷作爲燃料，不僅可以重複利用，同時降低製造成本，既解決了當前困擾航天人的問題，也爲後續航天發展奠定基礎。

這便是航天人選擇以“液氧甲烷”作爲火箭燃料的重要原因。

總的來說，朱雀二號雖然發射失敗，但卻在航天史上畫上了濃墨重彩的一筆。在不久的將來，如果發射成功，定會創造多項歷史，尤其是解決當前航天火箭“不可重複利用”的重要問題。