国外媒体为何如此关注朱雀二号发射失利？殊不知中国差点创造历史

　　12月20日，朱雀二号首飞失利。
　　本来，就运载火箭发射本身的难度来说，发射成功或失败，都有可能。但对于此次朱雀二号发射失利，西方媒体和很多国外航天爱好者却表现出格外地关注。
　　太空新闻网标题总体还算中肯，说中国民营甲烷燃料火箭历史性首次发射以失败告终；彭博社则开始明里暗里拉偏架，说中国初创公司希望甲烷动力火箭能击败SpaceX进入轨道
　　朱雀二号为何如此受关注？秘密就藏在这些标题里朱雀二号不仅仅是中国民营航天首次发射的液体火箭，更是全球首个发射的液氧甲烷火箭！
　　朱雀二号
　　液氧甲烷火箭早已是业内公认的航天风向标。如果朱雀二号首飞成功，无疑将创造历史！液氧甲烷火箭，航天业新宠儿
　　研究液氧甲烷火箭的，远不止朱雀二号。SpaceX的猛禽2号发动机、蓝色起源的BE4发动机，都是个中代表。
　　航天巨头为何纷纷转向液氧甲烷火箭研发？真要细说，这应该是一部火箭燃料进化史。
　　根据所用燃料形态不同，火箭可以分为固体燃料火箭和液体燃料火箭两大类。
　　固体燃料火箭主要用的是预先混合加注的固体推进剂，发射前的准备周期短、反应迅速，比较适合提供短期大推力时使用。不过，由于固体燃料火箭的工作时间较短、加速度大不好控制、重复启动困难，在实际的火箭发射中，越来越少见了。
　　现在，我们见得最多的，是液体燃料火箭。
　　和固体燃料火箭相比，液体燃料火箭的总体运载能力强、可控性更高，整体技术目前也趋于成熟。如果说还有什么是液体燃料火箭努力的方向，发动机燃料选择就是其中之一。
　　我们先来看看最常见的液氢液氧组合。
　　这个组合是目前液体燃料火箭发动机燃料组合中比冲最高的。而比冲是用于衡量火箭或飞机发动机效率的重要物理参数，比冲越高，意味着发动机效率越高、单位重量的推进剂产生的推力越大。
　　准确点说，这个组合的比冲不是最高，是无与伦比的高。按照维基百科数据，液氢液氧的真空比冲能达到455秒，而液氧煤油的真空比冲仅能接近360秒。
　　当然，这种无与伦比的能力也需要代价。有航天爱好者曾调侃液氢液氧火箭，说它：又贵又胖。
　　一方面，液氢和液氧的沸点和凝固点不同，所需的储存条件比较苛刻。要实现二者用不同温度储存，就得砸钱；另一方面，液氢的密度太小了，只有70。85千克立方米。要知道，水的密度可是1000千克立方米。如此一来，想装下足够飞行的液氢，火箭的总体设计就逃不出一个胖。
　　说到这儿，你能明白为什么我们把用液氢液氧做芯级动力的长征5号称作胖5了吧？
　　胖5
　　除了液氢液氧，还有一个液氧煤油组合。刚刚提过，液氧煤油的理论真空比冲仅能接近360秒，性能虽然差一些，但它胜在便宜、实惠，性价比高煤油可以在接近液氧的温度储存，不用像液氢液氧那样搞两套储存方案砸钱。同时，煤油的密度可以超过1100千克立方米，储存空间也比液氢小了不少。
　　唯一需要考虑的是，煤油的含碳量比较高，发动机积碳现象会比较严重，不利于重复使用。但综合来看，如果只是发射低轨道卫星，它还是可以拼一拼性价比之王。
　　液氧煤油组合的猎鹰9号火箭
　　除了上述两种，还有一个四氧化二氮偏二甲肼组合。
　　四氧化二氮偏二甲肼组合的理论真空比冲略低于煤油，其最大的特点是：常温燃料。也就是说，不用点火，把这两个混合在一起就能直接燃烧发力。
　　是不是觉得这个组合还挺方便？但还得考虑一点，四氧化二氮和偏二甲肼都是剧毒的致癌物，燃烧不充分产生的四氧化二氮残留物也有剧毒和强腐蚀性。业内黑话毒发说的就是这个。
　　看到这里，其实就能理解为什么液氧甲烷组合能杀出重围了。
　　从功能上看，液氧甲烷的理论真空比冲接近370秒，略高于液氧煤油；
　　从两种燃料的组合上看，液氧和甲烷之间的温差较小，甲烷本身的密度也不低，不会像液氢液氧那样又贵又胖；
　　从燃烧发射上看，它既不像四氧化二氮偏二甲肼那样有剧毒，也不像液氧煤油那样燃烧后会有严重的积碳问题，可以重复使用。
　　这样的组合，也难怪是各国争抢的重点。各国争抢，发动机设计很重要
　　前面也提到了，研究液氧甲烷火箭的，不止我们。
　　各国发力的关键之一，就在于液氧甲烷发动机的循环结构设计。
　　从公开资料来看，目前的液氧甲烷发动机循环结构总体可以分为：开式循环（燃气发生器循环）、闭式循环（富氧）、闭式循环（富燃）、全流量（分级燃烧循环）4种。
　　通常情况下，液体火箭发动机都会配有一个预燃室。预燃室之所以存在，是为了先燃烧一部分燃料，推动涡轮泵将燃料和氧化剂挤到燃烧室，进而驱动发动机运转。
　　开式循环是直接将预燃室内燃烧产生得废气直接排放到外面。这样的设计虽然简单，但却容易造成燃烧室温度过高，有损坏涡轮叶片的风险。
　　相比之下，闭式循环（富燃）在一定程度上解决了这个问题。它给预燃室配备的燃料更多、氧化剂更少，利用那些不能完全燃烧的燃料平衡预燃室温度。唯一的缺点是：浪费燃料。并且，在用液氧煤油组合时，会产生结焦现象。
　　反过来，预燃室中的燃料少一些，氧化剂多一点，就是闭式循环（富氧）。它在一定程度上解决了液氧煤油产生的结焦问题，但燃料充分燃烧会使整体温度会非常高，对相关材料的选择上提出了更高的要求。
　　使用开式循环的梅林发动机
　　全流量分级燃烧应该可以算得上是目前最完美的解决方案。它直接设有两个预燃室，一个富氧、一个富燃。属于是让两种循环方式直接优劣互补了。但这种方式对技术要求非常高，放眼全球，暂时也只有猛禽全流量循环发动机投入使用了。
　　朱雀二号
　　据公开资料，此次的朱雀二号发动机，用的是开式循环模式。
　　不过，开式循环可能导致的温度过高问题，未必就是此次发射失败的原因。
　　官方消息称：朱雀二号的火箭一级、二级主机飞行正常，二级游机工作异常，发射任务失利。具体原因仍在进一步分析排查。
　　长征五号运载火箭总设计师李东也表示，像这种大型低温火箭，在全球首飞的成功率只有50。作为全球首飞的民营液氧甲烷火箭，朱雀二号当得起一句：虽败犹荣。