深网|中国民营火箭上天,航天生意真的好做吗?
騰訊 《深網》 作者 相欣 康路
世界上有許多強大的力量,燃燒的力量一定是其中一種。
內燃機是一種動力機械,它是通過使燃料在機器內部燃燒,并將其放出的熱能直接轉換為動力的熱力發動機。它以其熱效率高、結構緊湊,機動性強,運行維護簡便的優點著稱于世。一百多年以來,內燃機的巨大生命力經久不衰。同時,內燃機也在不斷發展和進化,驅動著人類的未來夢想。
無論過去或現在,總會出現一些人,他們挑戰不可能,挑戰極限,挑戰未知。他們在自己的領域做出驚人成績。這也許是一股驅動世界改變的力量。看得見的未來第八期,騰訊新聞節目組走訪了藍箭航天和馬自達,我們試圖探尋太空與陸地上驅動的力量。
太空中的驅動力量
技術的進步,讓科學家和研究人員可以在更短的時間內進行太空探索。
得益于國家對民營商業航天領域的政策放開,在太空探索過程中,除了國家層面的投入,市場上涌現了不少民營商業航天企業。世界范圍內,過去二十年,以馬斯克、貝索斯等人為代表的富有冒險精神的億萬富翁們,也已經在大力投資太空飛行。
對于政府而言,通過私人航天科技公司進行火箭發射,將宇航員或貨物送入太空,可以在很大程度上降低資金成本。同時,越來越多的公司對航天發射產生了興趣,商業航天也正在取得令人難以置信的進步。
藍箭航天的目標,就是研制出更經濟、更快捷、更穩定的運載火箭。2018 年 9 月 28 日是一個特殊的日子,在浙江湖州,藍箭航天所研發的火箭發動機“天鵲”短程點火試車成功,向外界展示了中國民營商業航天的建設速度。
發動機是火箭的核心部件,主動力系統全部來自自身研發,如果能將“天鵲”火箭發動機從實驗室轉化到量產,藍箭航天收獲的將是與世界頂級對手較量的籌碼。
作為進入太空的運載工具,火箭的主要服務對象是衛星,它的使命是將衛星送達到預定軌道中。衛星與人們日常生活的聯系千絲萬縷,無論是我們使用的手機導航、定位還是地圖,全都有賴于衛星傳輸的信號 。
衛星所帶來的便利性,在未來無疑是會持續增強的。比如正在加強建設的地軌衛星,通過全球組網能給地面帶來更好的通訊保障和更精準的定位,我們未來看到的地圖甚至有可能變成一種視頻遙感的形式,這將是一個完全數字化的時代,將對生活帶來深遠和質的改變。對于人類而言,要促成未來科技發展的實現,就要源源不斷把衛星通過火箭傳送入到太空,衛星應用、衛星技術才能跟我們生活發生更多、更緊密的連接。
運載火箭就像是穿梭在太空中的貨車,而衛星就好比是貨物。將這些衛星送入太空需要強大的推力,要想完成更大載荷、更高軌道的發射,就必須用使用研制難度更大的液體火箭發動機。
我們上面提到的天鵲火箭發動機是藍箭航天正在研制一款新型的液氧甲烷發動機,它可以為火箭提供 80 噸的海平面推力。怎么理解推力呢?簡單來說,一個 300 噸起飛質量的火箭,那就意味要有超過 300 噸的力量才能把它推起來。而要形成 300 噸起飛推力,取決于一級狀態布置多少臺發動機,發動機推力規模越大,布置發動機數量就越少。
也就是說,一個起飛質量達到 300 噸的火箭,僅需四臺 80 噸海平面推力的發動機就可以將它推起。而液體火箭發動機的優勢在于,可回收、清潔環保、推進器更經濟。
不過,雖然藍箭航天制造使用液體燃料的火箭發動機是火箭建造的核心技術,但同時也面臨著更復雜的困難,并且,這種復雜程度也會隨著發動機推力的放大而增加。
如果說發動機是火箭的心臟,那么渦輪泵就是發動機的心臟。它是整個發動機壓力制造者,發動機燃燒所需要的高壓和流組織全部來自于渦輪泵的泵壓,泵壓最大的地方能夠達到數十兆帕,用一種形象的說法,渦輪泵從零秒達到額定轉速時,在不到 1 秒的時間里就可以將水達到上千米高空,還要經歷從零下 180 攝氏度到零上 600 攝氏度的巨大溫差變化。
在國內航天領域,并沒有太多公司愿意挑戰這樣的難度。藍箭航天為自己設定的顯然是一個艱難目標。2019 年 3 月,天鵲發動機的半系統試車成功,藍箭航天離目標又近了一步。
內燃機變革時代到來
新能源汽車浪潮的來襲,似乎傳遞出這樣一個信號:發展了 100 多年的內燃機在未來幾十年或許將從主流走向小眾。我們正處于這樣的巨大變革中。
新能源勢不可擋,但市場的反饋卻更加現實,內燃機依然占據著 90% 多的份額。在很長一段時間里,內燃機都將與新能源共同存在。盡管汽車發動機對能源的使用效率只有 30% 左右,但鮮有車企愿意冒著風險去實現內燃機技術的再次突破。
馬自達是一個特例,它對內燃機技術的執著帶來了驚人的成績。馬自達做的是通過提高壓縮比的方式提升內燃機的效率,但其中最大的難題在于,高壓縮比會帶來燃燒時的高溫,若處理不當則有可能實現爆震。
馬自達的創馳藍天技術是一系列追求低能耗、高性能科技的集合,目前已經達到 18:1 的壓縮比。要實現這樣的目標并不容易,高壓縮比可以提高燃燒室內爆炸瞬間的力量,也對整個發動機的強度以及控制水平都提出了更高的要求。創馳藍天技術不只是發動機技術,它是發動機、變速箱、底盤、車身一系列技術的優化與組合。
現在,這條路已經被證明是行之有效的,提高壓縮比獲取更高對燃油的利用效率,馬自達會繼續追求更低的油耗,同時要獲得更多的動力,為人們帶來理想中的駕駛樂趣。在未來,更高的汽車效率可能會遠遠超過我們現在的想象。
驅動馬自達不斷挑戰的動力,也不只是技術本身。在追求技術發展的路上,有時人們也許會忘記初衷,忘記技術最終該通向哪里。
技術進步解決的是從A地到B地位移的結果,在此過程中,乘坐者和駕駛者的舒適性、便利性也成為被追求的重要對象。隨著用車群體的年輕化,需求也正在變得多樣化,除了能夠幫助人們解決舒適、便捷位移的交通工具,車輛還應該承載和滿足人們的駕駛欲,而馬自達正是建立在這樣基礎上的追求個性化和駕駛愉悅感的品牌。
馬自達正努力讓汽車發動機再次迸發活力,科技正讓我們可以更有效率和更清潔的使用傳統能源。未來的世界,也許會是多元的力量在驅動,在融合。在未來,我們應該看得到這些挑戰者們留下的痕跡。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的深网|中国民营火箭上天,航天生意真的好做吗?的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇: 腾讯更新了愿景和使命
- 下一篇: 太空中存在真菌毒素?会产生致癌和抑制免疫