美公司称新型单级火箭能5分钟入轨

美国Arca公司近日宣称，他们新研发的一款单级火箭“Haas 2CA”能在发射后5分钟将100公斤重的载荷送入地球轨道。该型火箭发射系统将开展一系列地面测试，预计在2018年发射。

如果这项技术取得成功，“Haas 2CA”将成为史上最快的火箭。不过航天专家、中国航天科工集团二院二部研究员杨宇光认为，从目前已知信息来看，这项技术并不靠谱。

杨宇光向科技日报记者介绍，将载荷发射进入环绕地球运行轨道的运载火箭，入轨速度需要达到每秒7.8公里以上。几十年来，人类都是采用多级火箭，才能达到这一速度，制约因素在于火箭发动机的比冲不够高。

比冲指单位推进剂所产生的冲量，是衡量火箭或飞机发动机效率的重要物理参数。杨宇光说，根据全世界广泛认可的齐奥尔科夫斯基火箭方程，火箭推进剂重量要占到火箭总质量的一定比例，才能产生足够的加速度。在相近情况下，多级火箭所产生的加速明显大于单级火箭。

不过，单级火箭并非完全不可能达到所需的速度。杨宇光介绍，目前有两种途径可以实现。“一是提高火箭发动机的比冲，比如利用液氢液氧燃料的发动机。”他说，例如美国曾研制的X-33技术验证飞机，就是想通过这种途径实现单级火箭入轨。记者了解到，X-33由洛克希德·马丁公司从1996年开始研制，其搭载一台波音公司特别开发的“J2S”火箭发动机，采用垂直起飞方式，能在飞机跑道上着陆。由于多项技术难关难以攻克，该项目于2001年被终止。

另一种途径是使用组合动力。杨宇光说，该技术将多种动力形式结合使用，例如在起飞阶段采用涡轮发动机；在大气层内用超燃冲压发动机，充分利用氧气提高发动机的比冲；飞出大气层外再采用火箭发动机。由于不同动力之间关系复杂，该技术的实现有一定难度，却非遥不可及。据科技日报记者了解，作为动力技术研究的前沿和热点，组合动力技术已受到各国关注。我国也已对其中一些关键技术开展了探索。在6月举行的2017年全球航天探索大会上，航天科工集团公布了基于组合动力、可重复使用的新一代天地往返飞行器研制计划。

然而，“Haas 2CA”火箭所用技术与上述两种途径均不相符。Arca公司声称，该火箭以过氧化氢和煤油为燃料，依靠“线性气尖引擎”产生理想喷流，实现无限膨胀比，增加引擎的比冲量。

杨宇光表示，对该发动机并不了解。但他认为，过氧化氢和煤油的燃料组合能量特性很差，其比冲远低于液氢液氧发动机。“用这样的燃料，发动机性能一定高不了，不可能实现单级入轨。”他表示。