2018年下半年,藍箭終于要發射首枚固體運載火箭。
據報道,2018年4月,星際榮耀發射了一枚固體亞軌道火箭;5月,零壹空間也發射了一枚自主研發的亞軌道火箭——OS-X火箭 “重慶兩江之星”。
一年前,藍箭曾離“中國首個發射火箭的民營公司”的榮譽只有一步之遙,但因火箭發動機的交易合同遲遲沒有簽下來,首飛計劃擱淺。不得已,藍箭CEO張昌武將液氧甲烷發動機的研發計劃加速,“我們本來想先通過集成打開局面,再快速推動。”
而現在,張昌武告訴i黑馬&黑智,這不失為一件好事。
“任何企業,要經歷困難、挫折后,才能找到方向。關鍵技術、關鍵配套產品是買不來、要不來的。這也倒逼我們在航天領域做深、做透?!睅滋烨?,藍箭宣布,完成中國首款商用中型液體運載火箭“朱雀二號”全系統設計工作。“朱雀二號”是兩級液體運載火箭,全長48.8米,直徑3.35米,箭體繪有一只展翅欲飛的朱雀。
莊里“造火箭”的人們
亦莊是片神奇的地方。這塊只有50.8平方公里的區域中,卻匯聚了星際榮耀、零壹空間以及藍箭航天,還有其他更多的國內民營火箭公司。
星際榮耀在亦莊的地盛南街。它成立于2016年10月,據資料顯示已完成A輪融資,累計獲得各類投資逾 6 億元。今年5月底,星際榮耀完成自主研發的 15 噸級液氧甲烷發動機變工況高效燃氣發生器點火試驗驗證。
從星際榮耀向南行2.8公里,便到了零壹空間的所在地。零壹空間成立于2015年8月,因5月發射首枚“中國民營企業自主研發的、完全自主掌握核心技術的火箭”而聞名。目前,它已完成幾輪融資,募集資金達到五億元。OS-X和OS-M系列火箭是其主要的兩款火箭產品。
藍箭位于星際榮耀西北方的榮華南路。它創立于2015年6月,創始團隊中,除了張昌武以外,還有原中國衛星發射測控系統部航天系統工程高級工程師王建蒙,南京航空航天大學博士、洪堡學者吳樹范等。目前,藍箭航天已完成B輪融資,累計獲得各類投資超過5億元。
距離榮華南路不遠的榮昌東街6號,翎客航天就位于這里。翎客成立于2014年1月,創始人胡振宇。迄今翎客已公布了兩次融資,包括2014年獲得的數百萬天使輪融資,以及2017年獲得的數千萬A輪融資。2016年,它在國內首個完成火箭懸停飛行技術。
此外,星途探索(成立于2017年,將于今年年底完成亞軌首飛)、九州云箭(成立于2017年,正研發液體火箭發動機)、靈動飛天(成立于2017年,完成第一款火箭發動機方案設計)也聚集于此。
亦莊東高地,正是中國運載火箭研究院的所在地。這些民營航天企業紛紛選址于此,也是為了“近水樓臺先得月”,爭奪科研人才。
i黑馬&黑智發現,國內民營商業航天企業大多集中在2015年-2017年成立。這不是巧合,背后是政策的利好驅動。2015年3月,軍民融合上升為國家戰略;5月,國務院印發《中國 制造 2025》,航空航天裝備被列為十大重點發展領域之一;2017年,中央軍民融合發展委員會成立,中央辦公廳、國防科工局、中央軍委陸續下發關于軍民融合的文件。
在中國60年航天的基礎上起步的商業航天,并不是無源之水、無本之木。在首屆中國航天大會上,張昌武提到,現在是國內商業航天企業最好的一個時代。
首先,是人才。國內的航天人才豐富,國家幾十年來不計成本地投入,買設備、修實驗室,培養航空航天人才。星際榮耀負責人曾估算,“航天科技集團18萬員工,航天科工集團大概也是這個數,加起來40萬人左右。”
其次是供應鏈。過去的60年,在我國航天產業發展過程中,體制內形成了一套完整的供應鏈體系。社會產業鏈,一開始給體制內的航天工業做配套,后來逐漸發展,已經可以形成一整套做出彈箭星船的供應鏈體系。其實,航天產業鏈并不是外界印象中的封閉而又神秘,它跟很多民間工業,比如航空、船舶或其它的重工業,有諸多交集。
立方星是張昌武口中“商業航天最好時代”的另一個不可缺少的要素。隨著立方星的技術的成熟,目前,單顆立方星的造價為百萬人民幣,這個價格遠低于GEO軌道的衛星(單價高達數千萬元,甚至上億元)。LEO軌道的衛星星座網絡被認為是商業航天落地的主流方案。
在張昌武看來,火箭發射市場和衛星市場相互成就。衛星市場不可估量。它作為基礎設施,為互聯網、物聯網、地圖、地質信息、遙感信息、通信服務、數據傳輸等提供服務。未來,隨著萬物互聯的成熟,將需要越來越多的衛星(LEO軌道的衛星)提供服務。
“將來有越來越多的衛星應用,就有越來越多的衛星,有越來越多的衛星就需要越來越多的火箭發射服務。未來5年,中國衛星發射的需求、增長速度,比國外的還要快一些?,F在,國內有50多家民營衛星企業。它們的星座都在論證、建設當中?!?/p>
被逼出來的發動機
今年,是藍箭成立的第四個年頭。
藍箭成立之時,軍民融合剛被提起。作為中國最早一批成立的民營火箭公司,藍箭和它的同伴都是拓荒者、探索者,都需要思考:這個行業該如何定位、該怎么樣走?技術上、商業企業的技術脈絡又是什么樣的?
藍箭最初曾打算通過采購固體發動機,先組裝、發射運載火箭,再研發液體發動機和液體運載火箭。但事與愿違,雖然跟供應商進行了長達一年的交涉,合同還是推遲了。
經此一役,張昌武也最終決定,將自主研發液體火箭發動機加速提上日程,要把命運掌握在自己手里?!肮腆w火箭發動機,燃料與核心元器件的生產制造工藝多掌握在軍方及國企手中,民營火箭公司的脖子容易被卡住?!?/p>
2016年年中,藍箭開始組建液體發動機團隊。
而要研制出一款簡易、優化、高效并且可制造的液體發動機,“非常非常非常難”。張昌武向i黑馬&黑智,連用了三個“非常”來形容研發的困難。總的來說,液體發動機的技術難度有二:一是設計,二是工藝。設計,占液體發動機研制難度的40%;工藝占剩下的60%。“能設計出來,不代表有人能給你造出來?!?/p>
這60%的困難,主要集中在制造的前后兩環節:前端的生產制造,后端的試驗。前端制造包括很多的關鍵的工藝、處理以及總裝的技術;在后端環節藍箭航天自建了全部試驗臺,包括液流試驗、冷流試驗、氣流試驗、熱試車臺等。
圖:藍箭液氧甲烷大發動機的“傳奇噴管”
這是一段艱辛的建設過程,加班熬夜、“大干一百天”的攻堅戰,那段時間對藍箭員工來說是家常便飯。在7月5日的發布會上,藍箭CTO康永來講了一個“傳奇”噴管的故事。這個噴管,就花了藍箭技術團隊將近兩百天的時間進行攻關,“我們創新采用一系列的新型技術、新型材料,研制出屬于藍箭航天自己的新款發動機。”
藍箭液氧甲烷發動機推力室技術負責人袁宇還曾提到一個“小龍蝦”的故事。在液氧甲烷發動機研發過程中,遇到了一個無法解決的難題,推力室無法如期試車。1月19日晚,袁宇趕最早一班高鐵去南京解決問題的途中,突發奇想:能不能用超聲波解決這個問題。經現場同事實驗,辦法可行。但是,去哪找一臺高功率的超聲波清洗機呢?袁宇想到了小龍蝦店(這種機器多被小龍蝦店買去清洗小龍蝦用)。出了高鐵,袁宇直奔小龍蝦店,連比帶劃地說出了一番連自己都不相信的話:我是做火箭的,我們在做液氧甲烷發動機,現在出了點問題,需要借用清洗小龍蝦的設備救急。結果也出乎袁宇自己的意料,老板略一思考就說,設備你拉走,給我留個條子就行。
就這樣,歷時兩年的研發攻關,藍箭團隊完成了十噸級液氧甲烷發動機燃氣發生器點火試驗、十噸級液氧甲烷發動機推力室試車,以及朱雀二號液氧甲烷運載火箭全系統的設計工作、天鵲百噸液氧甲烷發動機整體設計工作。
張昌武這時才松了一口氣。
“今年下半年,我們將發射一枚入軌運載火箭。這樣,動力問題、全箭發射問題都解決了。解決了動力問題,藍箭就有了立足點。將衛星送入軌道,業務才能自己滾動起來;做完它們,藍箭可以在未來相當長一段時間內,保持領先,并在國際商業運載火箭行業占據一個獨特的位置?!?/p>
但放松只是暫時的,在張昌武看來,藍箭還沒有筑起自己的護城河。公司目前只是找到了方向,還要拼命地往前跑?!澳壳拔覀兡苷f的是,藍箭手里有殺手锏,但不能說就我們獨一份?!?/p>
不過,張昌武認為,藍箭已經定義了中國民營火箭的技術路徑,確定了液體發動機、液氧甲烷推進劑、發動機黃金推力區間?!拔磥恚幸?,也只能走我們趟過的這條路?!?/p>
商業航天的能力要求
商業航天行業,對于企業的綜合能力要求極高。
張昌武表示,首先,企業要有一個能夠解決問題的完整團隊。除了解決技術問題外,還得解決商業模式問題,要把握好技術和商業之間的度,這對團隊的智慧和配合能力都是極大的考驗?!爸挥芯C合水平強的團隊,才能保證迭代速度,在競爭中生存下來。只有單一方面強并不能保證你走到最后?!?/p>
在采訪中,張昌武還花了很多時間講述供應鏈。很顯然,供應鏈管理是藍箭工作重點,也是商業航天企業必須要具備的綜合能力之一。據不完全統計,“朱雀二號”有200多家供應商,其中發動機就有100多家。
張昌武承認,怎么為社會供應鏈搭建一個完善的質量控制體系,是藍箭最頭疼的事?!澳壳皵[在我們面前的問題是,在有限資源的情況下如何保障產品的質量。這并不僅是工藝或者技術上有難度,也是一個管理問題,并且還不僅僅是內部管理問題,還涉及到供應商的管理。這是一個龐大的系統工程。”
社會供應鏈對質量的國軍標沒有異議,但管理的困難在于怎么樣保證供應商按照國軍標去生產、生產過程中,避免各種操作風險。質量管理失控,會帶來周期控制的風險,“一個分系統有問題,其它分系統都要等它,如此,完工期一拖再拖?!?/p>
目前,藍箭對供應鏈的品控,主要是通過人來解決的:找最有經驗的人把控質量。藍箭引進了一大批航天行業的從業者人士做品控;也從其他工業化生產的行業,比如汽車行業、消費電子行業,引進供應鏈管理的人才。藍箭希望通過不同人才的融合、交流,能保留住質量控制的精髓,摸索出一條將火箭變成大規模工業化產品的路徑。
張昌武喜歡用特斯拉和Space X的例子來講述汽車與火箭融合的化學反應。他認為火箭可以去學習汽車的大批量化、工業化的經驗,“在生產上,Space X的火箭跟特斯拉之間,也是有很強的紐帶關系或者說可借鑒性的。”但關鍵在于如何把握這個“度”?!艾F在,藍箭也要做這樣一個探索,即便我們誰都不知道邊界在哪?!?/p>
在商言商,藍箭對于大批量化、工業化的探索,也是出于成本的考量。張昌武認為,未來降低成本的核心是實現批量化。批量化以后,通過大規模的采購,降低在供應鏈維度上的采購成本?!敖祪r需要一個量的支撐。如果你是小批量、多品種的購買,供應商很難降價。如果你能保持一個高速增長,并且每年的需求量達到一定規模,降價的空間還是非??捎^的?!?/p>
能否復制“Mojave”?
美國洛杉磯東邊,有一個叫Mojave的偏遠小鎮。
美國航天產業開放以后,Mojave成為私人航天的重鎮。在很多人心目中,它是美國私人航天的首都,甚至是全球私人航天的首都。
美國私人航天產業的開放史不長,只有十幾年。十幾年前,NASA(美國國家航空航天總局)花了很大的力氣研制航天飛機。研制之前,它的目標是將航天飛機做成波音747,能夠每天起降。沒想到研制多年,研制出的航天飛機還是智能每年起降一次,而且每起降五次,還要失事一次。
NASA不得已叫停了航天飛機計劃,并決定開放航天產業。美國將國有的航天技術能力轉移到民間,將社會資本導向私人航天領域。美國的國防部、NASA以及其他組織,更是以高的離譜的價格購買私人航天公司的訂單,日后為人們所熟知的Space X、Blue Origins、Virgin Galactic才得以崛起。
對于全世界來講,美國私人航天產業的崛起,是“一個巨大的示范和沖擊”。一方面,它告訴觀望者,商業航天可以跟“國家隊”掰手腕,可以做到令人吃驚的程度和規模;另一方面,私人航天可以作為NASA的有效補充,增強了美國進入太空的能力?!皩τ谔召Y源的開發,美國掌握了很大的先機。”
在這一背景下,不甘落后的其他國家,比如中國,大力推動建設更加多元的航天體系。這是一場航天領域的全民戰役。 但,這場仗并不好打。
首先,人才流動并不暢通。對體制內的航天人才而言,跳出來走向民用航天企業,并不僅僅是離職那么簡單,相當于他們要放棄原有的所有積累。比如星際榮耀的董事長為了創業,選擇從體制內“出走”,24年的工齡清零。
其次,很多國有技術還并沒有通道,可以與社會資本結合,轉化成商業化產品。
第三,商業航天領域,在國家政策層面上,還沒有清晰的定位和明確的方向。這也限制了社會資源對此的投入。
“我們要基于目前的環境,獨立自主的去發展?!睆埐湔f。
有文章指出,相比美國民營航天,中國的民營航天企業更強調和“國家隊”的互補和配合,比如它們的產品主要是小火箭,補充國家隊未覆蓋的低軌領域,填補國家隊無暇顧及的小衛星發射市場。
星際榮耀負責人講了一個有趣的比喻,他說,“國家隊好比是世界杯,好看,但不是天天有;民營火箭公司就好像是俱樂部聯賽,更加市場化、商業化?!?/p>
不過,俱樂部聯賽要想踢得精彩, 也需要更加規范化的規則,“球員們”才能各自突破,并以自己的方式參與到世界范圍內的航天競爭中來。