美公司稱新型單級火箭能5分鐘入軌

美國Arca公司近日宣稱，他們新研發的一款單級火箭「Haas 2CA」能在發射後5分鐘將100公斤重的載荷送入地球軌道。該型火箭發射系統將開展一系列地面測試，預計在2018年發射。

如果這項技術取得成功，「Haas 2CA」將成為史上最快的火箭。不過航天專家、中國航天科工集團二院二部研究員楊宇光認為，從目前已知信息來看，這項技術並不靠譜。

楊宇光向科技日報記者介紹，將載荷發射進入環繞地球運行軌道的運載火箭，入軌速度需要達到每秒7.8公里以上。幾十年來，人類都是採用多級火箭，才能達到這一速度，制約因素在於火箭發動機的比沖不夠高。

比沖指單位推進劑所產生的衝量，是衡量火箭或飛機發動機效率的重要物理參數。楊宇光說，根據全世界廣泛認可的齊奧爾科夫斯基火箭方程，火箭推進劑重量要佔到火箭總質量的一定比例，才能產生足夠的加速度。在相近情況下，多級火箭所產生的加速明顯大於單級火箭。

不過，單級火箭並非完全不可能達到所需的速度。楊宇光介紹，目前有兩種途徑可以實現。「一是提高火箭發動機的比沖，比如利用液氫液氧燃料的發動機。」他說，例如美國曾研製的X-33技術驗證飛機，就是想通過這種途徑實現單級火箭入軌。記者了解到，X-33由洛克希德·馬丁公司從1996年開始研製，其搭載一台波音公司特別開發的「J2S」火箭發動機，採用垂直起飛方式，能在飛機跑道上著陸。由於多項技術難關難以攻克，該項目於2001年被終止。

另一種途徑是使用組合動力。楊宇光說，該技術將多種動力形式結合使用，例如在起飛階段採用渦輪發動機；在大氣層內用超燃衝壓發動機，充分利用氧氣提高發動機的比沖；飛出大氣層外再採用火箭發動機。由於不同動力之間關係複雜，該技術的實現有一定難度，卻非遙不可及。據科技日報記者了解，作為動力技術研究的前沿和熱點，組合動力技術已受到各國關注。我國也已對其中一些關鍵技術開展了探索。在6月舉行的2017年全球航天探索大會上，航天科工集團公布了基於組合動力、可重複使用的新一代天地往返飛行器研製計劃。

然而，「Haas 2CA」火箭所用技術與上述兩種途徑均不相符。Arca公司聲稱，該火箭以過氧化氫和煤油為燃料，依靠「線性氣尖引擎」產生理想噴流，實現無限膨脹比，增加引擎的比衝量。

楊宇光表示，對該發動機並不了解。但他認為，過氧化氫和煤油的燃料組合能量特性很差，其比沖遠低於液氫液氧發動機。「用這樣的燃料，發動機性能一定高不了，不可能實現單級入軌。」他表示。

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