雷递网 雷建平 7月12日报道
太空探索技术公司SpaceX持续火热之际，国内民营运载火箭领域也在快速发展。
近期，国内可回收复用火箭公司深蓝航天“雷霆-R1”可重复使用液氧煤油发动机(Thunder Reusable 1)完成首轮点火试车。
此次试验使用同一台发动机整机产品，共计进行了5次点火测试，累计点火工作时间达到138秒，最长单次工作时长达到90秒；每次试车发动机均工作平稳、启动和关机正常，标志着雷霆-R1发动机首轮试车取得成功。
这是时隔一个半月，深蓝航天取得的又一进展。2022年5月，深蓝航天自主研发的“星云-M”1号试验箭刚完成1公里级垂直起飞及降落（VTVL）飞行试验。
雷霆-R1发动机是深蓝航天研制的最新款可重复使用液氧煤油火箭发动机，深蓝航天团队对此次点火试车试验很重视。雷霆发动机就是深蓝航天在可回收复用火箭这一赛道的“杀手锏”。
据介绍，SpaceX能取得成功背后，猎鹰9号运载火箭的回收复用技术炉火纯青，其背后核心技术就是一级火箭采用的“梅林（Merlin）”液氧煤油发动机。
深蓝航天CEO霍亮接受雷递网创始人雷建平专访时表示，深蓝航天对标SpaceX，“雷霆”的定位就是要做中国版梅林发动机。
更长时间点火试验技术层面已成熟
此次“雷霆-R1”发动机点火试车试验，深蓝航天花了约3周时间筹备。
据介绍，“雷霆-R1”发动机是2022年6月5日被运到铜川试验基地，从6月25日到29日的5天时间，“雷霆-R1”一共点了5次点火测试：第一次大概4秒钟，第二次、第三次是7秒钟，第四次是30秒，最后一次是90秒。
此次点火试车试验有几个特点：1、发动机不下台，就是在试验台上，点完了再分析数据、检查，再准备，本质上是一台发动机的多次点火；2、点火时长最长达90秒，稳定且持久；3、5次点火过程中实现不同工况，具有代表性。
霍亮说，“雷霆-R1”发动机的原有理论设计数据都进行了计算和仿真分析，发动机的各个部分也都进行了充分的组件级测试；但这是第一次面对全新的、发动机整机全系统级别的点火测试。之所以会有4秒、7秒、30秒、90秒的点火试验，首先要测试发动机启动和关停的性能，其次要观察稳定工作段的数据。
“发动机在稳定段工作时，并不是最危险的阶段，启动和关停的动态过程反而是最危险的过程。所以有了7秒钟启动点火，我们拿到稳态的数据后心里就有底了，后面就是30秒到90秒的点火启动过程。”
深蓝航天投资人、真成投资创始合伙人李剑威对雷递网表示，作为国有航天体系产品的有力补充，民营火箭公司需要专注在液体可回收火箭的研发上面，争取实现中国在液体可回收、入轨可回收火箭上面零的突破。
“我看这次‘雷霆-R1’的点火试验还是非常震撼的，因为最长一次点火达到90秒，差不多是火箭发射入轨阶段的工作时长。从多次点火能力看，深蓝要大幅领先于国内同行企业。”
李剑威表示，SpaceX入轨火箭的发动机工作时长大概是120秒左右。未来深蓝航天会快速延长发动机点火工作时间，达到120秒甚至200秒以上，这样基本上就可以模拟出未来发射的全场景。
此次“雷霆-R1”发动机第一阶段点火试验并未向120秒到200秒提升。但从目前获得的测试结果看，只要燃料供给能力够，实现超过200秒的点火已是囊中之物，深蓝航天更长时间的点火试验技术层面已经成熟。
2023年底具备入轨发射能力
据介绍，雷霆-R1发动机当前地面推力为20吨级别，可以达到星云1号运载火箭的入轨需求，处于与SpaceX相近的梅林-1A阶段。
梅林发动机技术迭代示意图
截至目前，相比于最初版本的梅林-1A引擎，梅林-1D++引擎的推力增长2.5倍。随之而来的是火箭运载性能的大幅提升：最初采用梅林-1C的猎鹰9号V1.0火箭LEO运力仅有8.5吨，技术迭代后采用梅林-1D++引擎的猎鹰9号Block5构型火箭LEO运力一举提升至22.8吨（复用时16.2吨）。
采用三枚助推器串联的猎鹰重型运载火箭一次性使用27台梅林-1D++引擎，近地轨道LEO运力达到63.8吨，成为地表现役最强运载火箭。
霍亮指出，深蓝航天的技术路径与SpaceX相似。这次20吨级“雷霆-R1”发动机首轮点火试车试验前，深蓝航天已经做了大量回收火箭基础工作。这次首轮点火试车试验成功和前期很多试验，给了深蓝航天信心和帮助，现在到了开花结果的阶段，有一些成果快速出现。
而且，有SpaceX梅林系列发动机的发展路径参考，后续雷霆-R1发动机会进行相似技术迭代，逐步优化、简化设计、提升推力，预期在2-3年内推力即可提升至40吨的水平，星云-1运载火箭的运载能力也将随之取得长足的提升。
雷霆-R1版本的发动机计划应用于星云1号运载火箭上，该火箭的起飞重量达100吨以上，近地轨道运载能力可达2吨左右，并且在远期有重复使用20到50次的设计目标，计划在2023年底具备入轨发射能力。
深蓝航天规划是，雷霆-R1发动机后续进一步升级优化、提升发动机性能和推力水平，从而快速提升星云1号运载火箭的运载能力。雷霆-R1升级版发动机也可以用于未来的重型火箭星云-1H，近地轨道运力可达20吨。
中国也可以在海上回收火箭
截至2022年6月底，SpaceX的猎鹰9号运载火箭已经进行了158次成功发射、123次火箭成功着陆，并复用飞行99次。
2022年7月，SpaceX刚刚使用13手猎鹰9号芯级 (B1058.13) 发射53颗星链4-21组网卫星。随着此次53颗星链卫星的发射，SpaceX已把2759个星链卫星射入轨道。
霍亮对雷递网表示，中国同行与SpaceX仍存在较大差距，从技术层面来说，要追赶SpaceX需要一定时间。但中国也有很好的优势和基础，那就是有大量年轻的工程师和技术人员。
“随着社会关注度的增加和投入的增加，国内公司会发展得越来越快， 5年左右的时间，可能就达到SpaceX现在所能达到的程度。”
深蓝航天是2022年5月完成1公里级垂直起飞及降落（VTVL）飞行试验，火箭在爬升和下落的过程中同时进行横向移动，最后降落至着陆场“靶心”位置不足0.5米的点位。
这一步也使得深蓝航天成为全球第二家完成液氧煤油火箭垂直回收复用全部低空工程试验的公司（第一家为美国的SpaceX)。
根据规划，深蓝航天未来半年多时间，会进行10公里级垂直起飞及降落（VTVL）飞行试验。这一步之后，深蓝航天的主要规划就是围绕着火箭入轨和入轨后一级火箭回收的主线不断扩展。
包括：1、雷霆-R1发动机进一步测试，包括长程、多次启动等等，这些都是为火箭入轨和垂直回收而服务；2、入轨火箭星云-1全箭的总装；3、火箭总装完后的综合测试，包括从地面静态点火至发射场执行发射任务；4、实现发射入轨成功；5、实现一子级回收。
霍亮指出，深蓝航天近期的目标是，首型产品星云-1的起飞重量超过100吨、近地轨道运载能力达到2吨左右的量级。中期目标是在提升火箭运载能力的同时，把起飞重量提升到200吨以上，同时实现一子级的垂直回收和重复使用。深蓝航天预计的目标是火箭能够做到20次到50次的回收利用。从现在发动机试验的情况来看，10次以上火箭回收重复利用是可以预期的。
远期目标有两点：1、在火箭回收前提下，火箭规模和运载能力的进一步提升和成本进一步下降；2、回收复用技术的进一步深化，把火箭从部分重复使用变成完全重复使用，规模进一步提升、成本进一步降低。现在有一个很好的标杆和原型，就是“星舰”。
2020年5月，SpaceX成功发射两名NASA宇航员进入太空。SpaceX在发射2分多钟后，火箭第一级分离，此后一级推进器在海上回收成功。
中国同行是否可以实现火箭的海上回收？霍亮说，深蓝航天可能会延续SpaceX的路径——先从陆地火箭回收再到海上火箭回收。
海上火箭回收的难度更大，需要有一套海上的回收平台系统，不仅要建造一个回收船，而且船在有海浪的情况下要比较平衡，因此对环境的要求会更苛刻，技术难度会更高。从原理上说，实现功能不难，但最终成效要靠实践，要投入足够多的资源和精力做好工作。
火箭回收领域商业前景清晰
尽管没有上市，SpaceX已成全世界最大的独角兽之一，估值超过千亿美元。
2021年10月，SpaceX与新老投资者达成协议，以每股560美元的价格出售公司内部人士发行的最多7.55亿美元股票，当时SpaceX估值升至1003亿美元。
2022年6月，股权融资16.8亿美元，估值超1200亿美元。
SpaceX的巨大潜力让不少投资者看到机会，纷纷在寻找中国的SpaceX，包括深蓝航天在内的国内同行也立志要成为中国版的SpaceX，这个前提就是，深蓝航天与其同行都需要提前锁定赛道，并获取足够多的资金支持。
霍亮透露，火箭回收领域是中美在科技领域博弈中不可或缺的空天领域。从资金来源上来讲，国内会逐渐打开局面。深蓝航天已启动B轮融资，计划募资3-5亿元。在拥有资金支持的情况下，能够实现“星云”火箭的入轨以及回收。
“另一方面，深蓝航天的策略是采用民营供应链，尽可能降低研发或早期试错成本，而把爆发力留在未来。我们具有后发优势，研究SpaceX的历史你会发现，SpaceX发展很曲折，无论是产品、技术还是商业层面都走过不少弯路，经过很多摸索才走到今天的道路。”
霍亮说，深蓝航天是站在巨人肩膀上向前走，可以少走弯路，缩短追赶时间。最终目的是提高资本利用效率，用更少的资金达到最大产出效果。深蓝航天在火箭发射入轨成功后，市场前景很乐观。可靠、廉价的运载火箭，从商业层面上前景无限。
李剑威说，SpaceX是通过可回收技术改变了火箭发射成本结构。原来卫星发射是整个火箭都报废，再发一次必须再重新制造一枚火箭。现在猎鹰9很多部分都可重复利用，而烧掉燃料成本占比不超过千分之五，因此成本大幅降低。
“所以回收火箭的整体商业模式非常清晰，能把火箭发射的毛利从百分之三四十提升到百分之八九十。只要能实现火箭可回收，深蓝航天就可以盈利，甚至会大规模盈利。”
以下是专访霍亮及李剑威实录：
雷建平：国内火箭发射主要以固体发射为主，深蓝航天当初为何选择液体燃料发射的路径？
霍亮：我们认为只有这一条途径，才是民营火箭成长并壮大起来的正确技术途径。通过这个途径并实现火箭的回收和重复使用，能达到两个目的：第一是大幅度降低运载价格，成本能大度降低；第二是能够大幅度提升运载效率，相当于火箭回收之后不用再去制造了，经过检修、修整能够再次重复使用飞行。
雷建平：这一次发动机里有很多都是3D材料打印的，为什么会大面积使用3D打印技术？
霍亮：这也是我们在产品制造方面的一个特点，3D打印是一项新兴的制造技术。随着现在这一领域技术发展和成本的降低，我们在这方面做了很多技术探索和尝试，并计划在未来将其作为主要的产品制造手段使用。
3D打印技术所带来的好处是能够避免传统工艺的一些弱点，提高产品迭代的速度、把成本降下来，研发的速度可以更快。
另外通过3D打印工艺后，很多复杂的部件能被简化、变成一个零件。比如说液体火箭发动机的推力室原来由几百个零件组成；现在我们进行一体化3D打印，可以改成只有两个零件。精简零件可以带来可靠性的提升，第二个就是带来成本的下降和速度的提升，最终达到又好又便宜的效果。
雷建平：SpaceX回收过程中爆炸过几次。国内创业者是否能容忍这种失败？
霍亮：只从技术和产品角度而言，新技术和产品的探索很难有一帆风顺、100%的成功。随着大家对行业了解，应该会更宽松或宽容地认可在这个领域发展过程中所出现的曲折。
新技术领域探索新道路肯定会付出一定的代价。并且在火箭整个研发过程中，都是从不完美趋向完美产品的过程，这是必然发展趋势。
李剑威：我们当时看到深蓝最欣赏的一点，他们供应链是可以自己把控，掌握着很多关键部件的主动权。原来成熟供应链体系的贮箱、发动机价格昂贵、而且周期很长。而深蓝航天采用了自主的民营供应链体系。意味着每个火箭的试错成本，可能只是原来的1/5，甚至1/10，容错率会更高。
为何坚定看好深蓝航天
李剑威：真成投资为什么在2021年选择深蓝？我们要回答的问题是如果投运载火箭，要投固体路线还是液体路线、液体路线里面投不可回收还是可回收。
对于固体运载火箭，我们是非常保留的。因为固体火箭在整个运载火箭里是比较边缘的，只能打一些临发的卫星任务，通常都是很小推力的，而且成本非常高（每公斤入轨价格在10万以上）。不能送大重量的卫星。
另外，对于民营公司来说固体火箭有个问题，因为固体火箭的燃料属于火工品，一个民营企业做固体火箭没办法和国有体制形成差异，甚至成本可能会比国有体制更高。作为民企来说，就是没有竞争力了。
对于液体火箭，我们坚定是做可回收复用构型的，因为不可回收构型对于改变成本结构没有任何意义。我们意识到有些公司的火箭做了很多年，单台发动机据说能到接近100吨，三台并联能达到300吨、四台可能是400吨。
但问题在于，这个型号的有效载荷完全被长征系列的火箭给覆盖了，比如说长二丙、长三甲系列，运载能力可以完全覆盖这一区间。
长二丙、长三甲系列火箭非常成熟，成本也相对比较低，所以一个民营企业做这种不可回收的固体火箭很难跟国有企业形成差异化。而且这种不可回收构型没有太大发展潜力，因为一旦发动机四个并联或者三个并联确定之后，如果要做可回收火箭就要重新布局，把这些发动机重新排，这相当于完全重新设计一款新火箭。所以我们也不看好任何不可回收构型的液体火箭的创业。
液体可回收火箭领域，也有发动机选型的问题，究竟选液氧煤油发动机，还是液氧甲烷发动机。有一部分公司是为了技术先进性，因为他们认为马斯克的新一代火箭星舰是用液氧甲烷发动机的，所以他们直接上液氧甲烷发动机。但是液氧甲烷发动机有一个问题，它是双低温的，液氧和甲烷都是低温的。而液氧煤油只有液氧是低温的，煤油是常温的。双低温火箭的技术风险和现场维护的复杂度，就比液氧煤油火箭要高很多。
比如说液氧煤油是现场维护难度是X，那液氧甲烷就是X平方。这个会带来重大的应用安全风险。
而且如果看SpaceX做火箭，确实新一代星舰(starship)是用液氧甲烷的，但主要是为了完成火星登陆并且返回的任务。液氧煤油也是可以去火星的，但是因为目前探明火星有大量的甲烷，所以是可以确定用液氧甲烷的火箭是能够飞回来的。但是液氧煤油去的话，未必能飞回来，这是星舰用液氧甲烷最核心的原因。但是他们所有的近地轨道任务，都是用成熟的猎鹰9实施的，猎鹰9就是液氧煤油火箭。液氧煤油还有一个好处是密度比冲更大，同样体积的液氧煤油的效率要比液氧甲烷高20%以上。而这正是一级火箭所需要的重要指标。
所以我们多了一个节点——不看那些一上来就选择用液氧甲烷发动机的火箭公司，最后就专注在用液氧煤油发动机做可回收的液体火箭这个细分赛道。这个细分赛道有最大成功概率。
我们深入研究了SpaceX从2012年到2015年12月21号第一次入轨可回收成功，这段时间轴SpaceX究竟都做了一些什么？这个研究课题对于探索中国的可回收火箭来说最为关键。
今天的SpaceX很风光，大概1200亿美元的估值，也是盈利的公司。但早期也碰到很多技术问题，我们的专注点是SpaceX怎么去克服这些问题，做了什么？
我们看到从2012年开始，SpaceX做了很多次的低空可回收试验，先做了低空，就是从易到难，先飞1米、5米、10米、40米、80米……最高飞到744米，一共做了8次。之后再用更大的火箭（猎鹰9R Dev试验火箭）做高空的回收，然后再在入轨火箭里面尝试回收，有一两次失败了，最后2015年底的陆上回收成功了，这是一个标准的可回收火箭的技术发展路径。
借用马斯克经常提到的第一性原理来看，任何做液体可回收火箭的公司，都要经过这些的技术节点的迭代，而且需要高度专注。从技术节点的进度来看，深蓝航天已经完成了公里级的低空可回收试验，以及可回收复用发动机雷霆R1的多次点火试验。
所以我们认为深蓝航天在可回收火箭这个最有价值的商业航天领域，相对于其他国内同行是遥遥领先的。接下来深蓝计划在2023年底至2024年实现星云-1火箭入轨，以及2024年的火箭入轨回收。
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