2月底的一个午后,合肥新站区,在一座火箭发动机试车台上,随着倒计时归零,一道耀眼的火焰从发动机向下喷射而出,巨大的轰鸣声震动着远处监控室里每一个人的胸腔。这是10吨级电循环火箭发动机“烈焰二号”——全球最大的电循环火箭发动机首次全系统试车。

不久后,数据传回,试车圆满成功。这一刻,不仅验证了合肥星火空间科技有限公司电循环技术路线在国产发动机上的可行性、系统设计的正确性及各组件间的协调匹配性,刷新了世界最大的电循环火箭发动机推力上限,更标志着中国在电循环火箭发动机领域实现了从追赶到领先的跨越。

就在此前不久,200公里外的蚌埠商业航天产业园,九州云箭申报的“新一代液氧甲烷重复使用火箭发动机示范应用项目”刚刚入选安徽省2025年未来产业标杆应用场景。

池州江南新兴产业集中区内,安徽易龙航天科技有限公司近5万平方米的超大厂房拔地而起,目前国内规模最大的5米级火箭核心结构生产线进入全面冲刺阶段。在不久的将来,每年或有10枚采用搅拌摩擦焊技术的低成本液体运载火箭在这里诞生。

三座城市,三种技术路线,同一星空下的竞速。

当多数企业聚焦固体燃料等传统技术路线时,安徽“另辟蹊径”,覆盖了从低成本发射到高频次补网的多层次需求,在技术路线的错位竞争和产业基础的跨界赋能中,火箭制造布局日渐完善。

不走寻常路

如果说发动机是火箭的“心脏”,那么燃气涡轮泵则是传统液体火箭发动机的“心脏”。它通过高温高压燃气驱动涡轮,带动泵将推进剂送入推力室。这套系统极为复杂,包含燃气发生器、涡轮、大量阀门和管路。据统计,燃气涡轮和副系统的故障率约占发动机整体故障的50%至70%。

“烈焰二号”电循环火箭发动机正进行全系统试车(图 | 网络)

来自星火空间的“烈焰二号”发动机却选择了一条截然不同的路——电循环。星火空间相关负责人告诉《徽商》全媒体记者,“用电动泵替代燃气涡轮泵,相当于用电机和电池直接驱动推进剂”。这意味着,发动机不再需要高温燃气驱动系统,从而砍掉了大量高故障率的部组件。

“我们既没有燃气发生器,也没有燃气涡轮,阀门减少了70%,管路减少了80%。”前述负责人介绍,这种极致简化的结构设计不仅大幅提高了可靠性,还降低了因阀门失控、管路泄漏带来的风险。

但这条路并不好走。

首先,火箭发动机对能量释放的需求如同要求一名运动员在极短时间内爆发出百米冲刺的全部力量,与电动汽车的电池需求完全不同。但市场上并没有现成的适合电循环发动机的大功率电机和电池,星火空间只能自研。

发动机热管理是另一道“拦路虎”,涉及电机、电池及推力室等多个部件的冷却。星火空间采用了冷却介质与电机流路耦合的设计,对推力室则运用再生冷却与内冷却组合方式,在推力室内壁表面建立一层温度较低的液体保护层,有效降低壁面温度。

发动机是试出来的,它需要经历一系列试验,才能逐步成熟,在这个过程中,同步点火控制、推力精确调节与分配、多机并联耦合振动抑制、低频结构谐振规避……每一项都是世界级难题。但星火空间的技术团队认为,这正是电循环技术路线的优势所在——电动泵响应速度快,调节精度高,通过先进的控制算法,可以将这些挑战转化为可控的技术优势。

星火空间将总部落户合肥近一年来,已经成功实现了电循环火箭技术路线的突破,填补了合肥空天信息产业中火箭整箭制造的产业空白,进一步完善了该市“卫星研制+火箭发射+应用生态”的商业航天全产业链闭环。

何以突围?

这家国内首个专注于电循环液体运载火箭整箭研发的科技企业之所以从北京迁至安徽,得益于合肥在产业链、人才链、资本链等方面为其提供的良好生态。

该企业相关负责人表示:“合肥在电池、电机、精密加工等方面的供应链配套支撑,与电循环火箭这条技术路线的需求高度契合,能提供非常好的上下游产业协同,有利于我们实现工业化批量生产电循环火箭。”

从“车”到“箭”,从“地面”到“太空”,这种“跨界融合”正在产生化学反应,安徽的制造业优势向更高维度延伸。

“在合肥市政府的牵线搭桥下,我们已经与多家本地的卫星企业达成了合作意向。这意味着火箭制造企业与卫星应用企业之间可以形成内部市场闭环,大大缩短商业验证周期。”目前,星火空间还与深空探测实验室、中国科学院力学所、北航研究院等科研院所展开了深度合作。

此外,合肥市科技局、合肥新站区管委会帮助星火空间对接了专业的人才服务机构,锦沙、合肥产投等多家金融投资机构和商业银行为其提供了金融赋能。从项目对接、厂房落地到由本地资本领投的早期融资,合肥真正做到了“政府引导、资本参与、企业发力”,这种全方位的保障令星火空间能够心无旁骛地搞研发、造火箭。

星火空间的故事,只是安徽火箭制造版图的一块拼图。放眼安徽全省,合肥、池州、蚌埠三地协同发展的火箭制造格局日渐成熟。

进化一号火箭模型图(图 | 受访者提供)

其中,集聚了九州云箭、凌空天行、深蓝航天、星河动力等火箭产业链龙头企业的蚌埠,已形成了涵盖火箭发动机、火箭零部件、新材料、箭体总装的产业集群;池州的江南集中区以商业航天运载火箭制造与发射服务为主体,以航天特色材料研发制造、商业航天核心零部件及元器件制造为两翼,全力打造长三角地区最大的商业航天运载火箭制造基地、商业航天高端装备制造基地、商用航天特色材料生产基地。

放眼全国,火箭制造端已是群雄逐鹿。北京亦庄集聚了蓝箭航天、星河动力等头部企业,形成“火箭一条街”;上海闵行依托航天八院,在液体火箭领域持续发力。

安徽的空天产业布局正在日趋成熟,火箭发动机试车台、商业航天测运控中心、共性试验平台等等贯穿行业上下游的产业协同正在逐步形成,这不仅有利于区域产业发展,还能帮助企业降低研发成本、缩短开发周期。合肥还可充分发挥在人工智能、智能网联汽车等领域的产业优势,打造“卫星+智能网联”“卫星+低空经济”等跨界融合标杆场景,以场景创新牵引技术迭代,推动商业航天与本地优势产业协同跃升。

接下来,产业链能否从“物理集聚”走向“化学融合”?基础设施能否支撑规模化发展?对安徽来说,这是一场从“制造”到“创造”的跃升,更是在发展新质生产力上的突围。(记者 邵梦 版式 李瑾)