商業航天、火箭發射、燃料體系

（來源：大樹的格局）

今天聊聊我國火箭燃料技術。

總的來説，我國航天現在就是處在「踩油門衝頂」的關鍵階段，2025年92次發射的數字可不是鬧着玩的，相當於平均4天就有一次升空，這密度在全球僅次於美國的193次。

而火箭燃料這東西，就好比汽車的發動機油品，是92號、95號還是賽車專用油，直接決定了這臺車能跑多快、拉多重、成本多高，甚至能去什麼地方。

尤其是可重複使用火箭技術一突破，燃料的選擇更是從「夠用」升級到了「精打細算謀長遠」，這背后藏着的不僅是技術邏輯，更是整個航天產業的投資邏輯和國家戰略佈局。

現在中國火箭的燃料體系，說白了就是「三條腿走路」：固體、液體、固液混合，各自有各自的活法，不存在誰淘汰誰，都是按需分配。

先説説固體燃料火箭，這玩意兒就像預裝彈的火箭炮，燃料提前封死在里面，拿起來就能用，不用額外折騰。它的推進劑大多是聚氨酯、端羥基聚丁二烯這些材料，密度大、穩定性強，放個幾年都沒問題，結構也簡單，沒有那些複雜的管路和閥門，跟液體火箭比，簡直就是「極簡風」。

最典型的就是長征十一號，全固體四級動力，主打一個應急響應，接到任務24小時內就能完成星箭準備和發射，相當於航天領域的「急救隊」。比如哪里發生自然災害，地面通信斷了，它就能快速把應急遙感衞星送上去，搶回黃金救援時間。

還有，快舟系列那可是航天科工的拳頭硬貨，純純的固體火箭，還玩的是星箭一體的路子，集成速度快，入軌更是麻利。快舟十一號更有料，起飛質量 78 噸，近地軌道能扛 1.5 噸載荷，700 公里太陽同步軌道也能輕松拎起 1 噸衞星，專門對接 400 到 1500 公里軌道的衞星組網生意，在小型衞星發射市場里，這性價比真不是蓋的，妥妥的香餑餑。

再有，中科宇航力箭一號是國內領先的四級固體運載火箭，由中科院力學所抓總、中科宇航聯合研製。總長 30 米，芯級直徑 2.65 米，起飛重量 135 噸、推力 200 噸，500 公里太陽同步軌道運力 1.5 噸。2022 年首飛，截至 2026 年 1 月已 20次發射，送 84 顆衞星入軌，是國內唯一連續發射噸級以上載荷的民商火箭，主打快速響應與高密度發射，適配星座組網和補網。

另外還有民營的谷神星一號，海射型四級固體火箭，全長20米，起飛質量33噸，500公里太陽同步軌道能運300公斤，完美適配微小型衞星的需求，相當於商業航天里的「小面的」，靈活又夠用。

但固體燃料也有短板，一旦點燃就沒法熄滅，它點火后推力曲線固定，不能調節，也沒法多次啟動，而且比衝低，大概就200-300秒，運載能力上不去，快舟十一號1.5噸的近地運力，跟液體火箭比就是「小巫見大巫」。

更關鍵的是成本，看着結構簡單，實則單位成本很高，每公斤大概15000美元，比液氧甲烷火箭貴了兩倍，同等運力下比液體火箭高50%以上，所以只能在應急和小型發射里立足，想搶主流商業市場很難。

再來説液體燃料火箭，這纔是中國航天的「主力軍」，相當於運輸隊里的「大卡車」，能拉重載、能跑遠路，還分常規和低温兩種。

常規液體燃料用的是偏二甲肼和四氧化二氮，這倆是「老搭檔」，不用點火裝置，碰到一起就能自燃，穩定性好，發射準備周期短，很多從彈道導彈衍生來的火箭都用這個，技術成熟度極高。

比如長征二號F，中國唯一的載人運載火箭，兩級捆綁4個液體助推器，就是靠這個推進劑組合，加上逃逸塔和故障檢測系統，成了全球最安全的載人火箭之一，14艘神舟飛船都是它送上去的，成功率拉滿。還有長征三號乙，地球同步轉移軌道運力5.5噸，北斗導航衞星、通信衞星大多是它發射的，累計發射超80次，成功率近98%，堪稱「高軌勞模」。

但這對組合有個大問題，毒性大、腐蝕性強，偏二甲肼是高毒物質，四氧化二氮有刺激性，加註的時候怕泄漏，尾氣處理也麻煩，不符合現在綠色航天的趨勢，所以新一代火箭都在往無毒推進劑轉型。

低温液體燃料就是未來的「主流方向」，主要分液氧煤油和液氫液氧兩種，還有正在崛起的液氧甲烷。

液氧煤油火箭無毒無污染，性能還好，像長征五號、六號、七號、八號都用這個，長征五號綽號「胖五」，5米直徑芯級捆綁4個3.35米助推器，起飛質量870噸，推力超1000噸，近地軌道運力25噸，地球同步轉移軌道14噸，比長征二號F強了不止一個檔次。

而液氫液氧火箭，比衝最高能到465秒，比常規燃料發動機性能提升50%，燃燒后只產生純淨水，妥妥的「綠色火箭」。但液氫這東西太「嬌貴」，沸點是-253℃，極低温，密度還只有水的1/14，需要超大的貯箱，長征五號90%的體積都用來裝液氫液氧，所以才顯得「臃腫」。

而且儲存的時候容易蒸發泄漏，對容器和發動機的要求極高，複用時的結構疲勞風險也大，目前咱們還沒實現工程化應用，成本也居高不下，每公斤發射成本大概15000美元，跟固體燃料差不多。

這里重點説下液氧甲烷，這玩意兒就是商業航天的「香餑餑」，相當於火箭燃料里的「性價比之王」。比衝介於液氫和煤油之間，大概350-380秒，燃燒無積碳，特別適合可重複使用，因為不會堵塞渦輪，能延長發動機壽命。成本方面更是優勢突出，每公斤液氧甲烷才5塊錢，遠低於液氧煤油的十幾塊和液氫液氧的一百塊，來源也廣，從天然氣里就能提取。

藍箭航天的朱雀二號，全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭，兩級構型，起飛重量219噸，推力268噸，一級4台天鵲80噸級發動機並聯，二級1台主發動機加1台遊動發動機，已經驗證了技術可行性。

還有朱雀三號，中國首款不鏽鋼箭體的大型可重複使用液氧甲烷火箭，全長66.1米，起飛質量570噸，推力超750噸，一次性任務低軌運力21.3噸，未來要是能實現回收複用，成本還能再降一大截。

星際榮耀的雙曲線三號也是液氧甲烷路線，中型可重複使用火箭，瞄準衞星互聯網星座發射，目標是把單位成本降到每公斤2萬元以下，這在商業市場里競爭力極強。

最后是固液混合燃料火箭，這是個「跨界選手」，相當於給「大卡車」裝了「火箭助推器」，把固體和液體的優勢結合起來了。

最典型的就是長征六號改，中國首型固液捆綁火箭，兩級半構型，液體芯級用兩臺120噸推力的YF-100液氧煤油發動機，二級用1台18噸推力的同類型發動機，再捆綁4台2米直徑的固體助推器，這些固體助推器能提供全箭近70%的推力，相當於起飛時「猛踩一腳油門」，而液體芯級負責后續的姿態控制和精準入軌，做到了「爆發力」和「精準度」兼備。

它總長約50米，起飛質量530噸，700公里太陽同步軌道運力不小於4.5噸，發射準備周期能縮短到14天，是傳統液體火箭的三分之一。而且它還實現了三個「首次」：自動對接加註、零秒脱落、加註后前端無人值守，安全性和智能化水平都拉滿。

不過這種混合構型也有短板，要同時處理兩套推進劑系統，系統複雜度和研製難度都增加了，成本也比純液體火箭高，目前還在技術驗證和推廣階段，但給未來火箭設計提供了新思路，比如通過調整固體助推器數量，就能適配不同的發射需求，模塊化優勢很明顯。

總之，國家的規劃也很明確，2030年要實現重型運載火箭首飛，直徑接近10米，用500噸級液氧煤油發動機和220噸級氫氧發動機，運力達到百噸級，這意味着低温液體燃料技術必須突破工程化瓶頸。到2040年左右，實現長時間星際往返，2045年全面建成航天強國，這背后離不開燃料技術、材料科學、智能製造的協同突破。

而可重複使用技術是降本的關鍵，2026年就是技術突破的關鍵節點，現在YF-102V發動機已經能多次起動，朱雀三號驗證了垂直回收，預計到2030年，液體火箭單次發射成本能從現在的1.5億元降到4000萬元以內，降幅超70%，如果年發射20次以上，成本降幅能達到90%，這對整個商業航天來説，就是「降維打擊」。

最后總結一下，中國火箭燃料技術現在已經走過了「跟跑」階段，進入了「並跑」甚至部分「領跑」的階段，從固體到液體再到固液混合，從常規燃料到綠色燃料，從一次性使用到可重複使用，完整的技術體系已經建立，市場驅動和國家戰略形成了強大合力。

未來5到10年，隨着液氧甲烷技術的成熟、可重複使用技術的落地、重型火箭的首飛，中國航天的發射成本會大幅下降，運力會顯著提升，不僅能支撐起國內的衞星互聯網、深空探測等任務，還能在全球商業發射市場里佔據更大份額。而燃料技術作為核心支撐，必將成為這場航天革命的「核心引擎」，背后藴藏的技術價值和產業機遇，值得我們長期關注和佈局。