国外新型商业小型运载火箭成本控制措施简析

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1、国外新型商业小型运载火箭成本控制措施简析刘立东北京宇航系统工程研宄所AReviewoftheCostEfficiencyMeasuresonInternationalSmallLaunchers一个健全的行业不仅仅能够得到发展或获得创新，同时还能发现市场发展的机会并巧妙利用。在小卫星蓬勃发展的同时，国际上掀起一股商业小型运载火箭的热潮。日前，国外多家小型卫星发射公司就很好地证明了这点。商业航天发射小卫星的需求牵引着小型运载的研制和生产，“快速、机动、灵活、廉价”正成为商业小型运载火箭新的发展趋势，诸如萤火虫空间系统公司(FSS)、英国维珍银河公司(VirginGalactic)、美国火箭实

2、验室公司(RocketLab)等私人航天公司，正是凭借其低成本、快速响应的商业运作模式获得了小卫星发射市场的青睐。外商业小型运载火箭介绍“织女星”小型运载火箭为丫向卫星运营商提供诸多特色服务，迅速占领市场，国外运载火箭研制商均结合自身的技术优势，打造具有明显自身技术特点的低成本商业小火箭。“织女星”运载火箭“织女星”(Vega)运载火箭是欧洲航天局(ESA)从2003年开始启动研制、以意大利固体推进技术为基础、多个欧洲国家参与研制的一种小型运载火箭，0的是作为阿里安-5(Ariane-5)火箭和“联盟”(Soyuz)火箭的补充，用于发射政府和商用小型有效载荷。“织女星”为小型单体三级固体燃

3、料火箭，外加一个液体推进上面级模块和有效载荷整流罩，全箭最大直径3m、全长30m。0前，“织女星”火箭的运载能力可把质量1450kg的有效载荷发射到400km高的太阳同步轨道，也可把1430kg的有效载荷发射到700km高的极轨道。火箭第一级使用P80固体发动机，第二级和第三级发动机为Zefiro-23和Zefiro-9固体发动机，外加使用常规液体推进剂的上面级模块。“艾普斯龙”运载火箭“艾普斯龙”(Epsilon)运载火箭为口本宇宙航空研宄开发机构(JAXA)研发的固体运载火箭。“艾普斯龙”是日本M-5固体火箭的后继型号，己于2013年成功完成了1次发射。“艾普斯龙”包括两种构型，基本型

4、为三级固体火箭，全长24m、最大直径2.6m，能够将1200kg的有效载荷送入250kmX500km的低地球轨道;扩展型是在基本型的基础上增加了一个小型液体推进系统作为第四级，全长24m、直径2.6m,质量稍大于棊本型火箭，能够将700kg有效载荷送入500km近地圆轨道，或将450kg有效载荷送入500km的太阳同步轨道。“萤火虫”运载火箭“莹火虫”(FireFly)运载火箭由2013年成立的新兴商业航天公司萤火虫空间系统公司开展研制，0前仍处于研制中状态，预计于2018年为美国国家航空航天局(NASA)发射立方体卫星，在2022-2023年达到每年50次的发射频度。“艾普斯龙”运载火箭

5、“萤火虫”为两级液体火箭，前期釆用液氧/煤油作为推进剂，后期将逐渐改为液氧/甲烷发动机。全箭最大直径1.8m、长23.5m，0标太阳同步轨道运载能力为200kg。火箭的一级采用8台气动塞式(Aerospike)喷管的挤压式液氧/甲烷发动机，二级采用1台传统喷管式发动机。其液氧/甲烷储箱使用碳纤维增强复合材料制造，采用自生增压的方式。甲烷和液氧作为其发动机推进剂，这在近地轨道卫星发射器中属于首例。“电子”运载火箭“电子”(Electron)是美国火箭实验室公司研制的新型小型运载火箭，该公司成立于2006年，在新四兰拥有分部。“电子”火箭己经获得行星公司(Planet)、月球快车公司(Moon

6、Express)等的订单。2017年开展首次商业发射，但由于发射程序错误，首飞失利。第二次发射计划于2018年底开展。“电子”火箭为两级液体运载火箭，使用“卢瑟福”(Rutherford)液氧/煤油发动机，目标500km的太阳同步轨道运载能力为150kg。全箭最大直径为1.2m、长16m。该火箭预计发射成本仅为490万美元，规划在未来实现每年100次发射。“电子”小型运载火箭采用电池驱动发动机，其发动机制造工艺采用电子束熔炼3D打印技术。“电子”小型运载火箭外商业小型运载火箭成本控制分析注重模块化、通用化设计火箭上产品模块化、通用化已经成为丫一种广泛获得认可的成本控制措施。“萤火虫”火箭的

7、一、二子级发动机虽然分别采用的是气动塞式喷管和钟形喷管,但2台发动机使用的是完全相同的燃烧室，2台发动机除喷管选择外基本相同。选择使用和同的发动机能有效减少研发、测试和制造成本。“米诺陶”(Minotaur)系列运载火箭就使用了大量通用的航电设备和结构，不仅降低了成本而II优化了质量。“织女星”火箭上同样使用了大量的通用化产品，这些产品都可以使用在“阿里安”系列火箭上，例如飞控系统、安全防护系统等。一种新的通用化思路是对