發射火箭，為什么液氧甲烷更具優勢

2023 年7 月12 日早上9 時，位于大漠深處的酒泉衛星發射基地液氧甲烷發射工位，一個纖巧的身影從發射架上騰空而起，在升騰的煙霧中如離弦之箭沖入云霄。在火箭發射指揮控制中心內，所有工作人員的目光都目不轉睛地注視著它拖著尾焰，消失在藍色天際中。不久，一句 “朱雀二號發射成功”的宣布聲猶如一顆炸雷，打破了這略顯壓抑的寧靜，熱烈的鼓掌聲響徹整個控制室。

在這個驕陽似火的夏日，這枚名叫“朱雀二號”遙二的中型運載火箭絕對是酒泉衛星發射中心最亮的明星。它是我國民營航天企業“藍箭航天”的得意之作。從點火到成功將衛星送入預定軌道，“朱雀二號”用了760.88 秒的時間。而這760.88 秒的背后，則是從2023 年7 月6 日火箭完成轉運與起豎工作至今100 多個小時的奮戰，是2023 年5 月4 日火箭從嘉興的火箭制造基地出征后至今67 個日夜的努力，更是從2022 年12 月14 日朱雀二號遙一號火箭發射失敗后至今長達7 個月的日夜等待。

49.5 米的身高，219 噸的起飛質量，朱雀二號作為一款中型運載火箭，乍一看上去并無多少亮眼之處，但實際上，朱雀二號在國內外商業航天界絕對是一款劃時代的產品。它是世界首款成功發射入軌的液氧甲烷運載火箭。

從原理上來講，火箭實際就是利用自身攜帶的推進劑發生反應，產生高速噴射的熱氣流來推進的動力裝置。對于以空間運輸為主要任務的運載火箭而言，其發動機有四種主流推進劑方案可供選擇：固體燃料、四氧化二氮/偏二甲肼、液氧煤油和液氧液氫。

首先是固體推進劑方案，這應該算是歷史最悠久的火箭動力燃料了，古代用黑火藥作為燃料的原始火箭就屬于固體火箭的一種。這種推進劑的優點是易于長期貯存，能夠應對突發情況，技術簡單等。但短板也是非常明顯，比如比沖小、推力不可調等。這里就涉及到一個關鍵概念：比沖，即單位推進劑的量所產生的沖量，單位是秒（s）。可以理解為一個單位質量的推進劑產生一個單位的推力能夠持續的時間，這是衡量火箭發動機動力的重要參數，一般而言，比沖值越大，就表明火箭的動力性能越優越。

如今主流的運載火箭的主發動機基本都是采用液體推進劑方案，與固體推進劑不同，這類方案中推進劑分為液態燃料和液態氧化劑兩類，他們在運載火箭發動機上一般是分別貯存在兩個空間中，在進入燃燒室后激烈反應后產生推力。在所有液體推進劑方案中，液氧是最為悠久的氧化劑，1926 年人類歷史上第一枚液體燃料火箭就使用了液氧（氧化劑）+汽油（燃料劑）的方案，同時也是最為高效廉價的氧化劑，很多主流運載火箭的主力發動機都采用液氧為氧化劑，不同是與之搭配的燃燒劑。這其中液氧+煤油、液氧+液氫是應用最廣泛的搭配方案。