航天技术自二十世纪初出现起，便在科 技发展以及战争需求的推动下飞跃发展。从 万户飞天到嫦娥登月，从东方红一号到天问 一号，人类追寻星辰大海的梦想从未停歇。 随着航天技术的不断进步，航天领域已成为 当今世界最具挑战性和广泛带动性的高科技 领域之一，大量航天活动深刻地改变了人类 对宇宙的认知，世界航天领域呈现蓬勃发展 的景象。

　　长征五号大推力液体运载火箭

　　我国政府也把发展航天事业作为国家整 体发展战略的重要组成部分。2016 年 12 月， 国务院发布《2016 中国的航天》白皮书，鼓励引导民间资本参与航天科研生产，大力发 展商业航天和卫星商业化应用，完善政府购 买航天产品与服务机制。2020 年 4 月 20 日， 发改委首次将卫星互联网列入“新基建”范 畴，在两会上随“新基建”一起写入政府工 作报告， 战略重要性更加突出。2021 年 3 月， 国家“十四五”规划强化国家战略科技力量， 空天科技在列。

　　2016 年航天白皮书

　　在全球新一轮工业革命的大背景下，航 天市场需求扩大，特别是全球星座组网需求 量急剧增加，航天发射迎来黄金时期。根据 公开数据整理，2013 年至 2020 年全球卫星 发射数量迅速增加， 从 107 颗上升至 1278 颗。 国外未来规划中卫星发射量约 5.3 万颗以上，我国规划中卫星发射量 1.6 万颗以上，商业 航天发射市场潜力巨大。我国火箭发射长期 被体制内垄断，而体制内发动机产量缺口大 并且定价较高，这就使得报价低、安全稳定 的航天动力解决方案需求激增，亟需新的动 力解决方案。高发射成本作为商业航天发展 的关键性制约因素，其中火箭硬件站发射成 本比重超 75%，而火箭发动机又占到火箭硬 件价格比重超过 50%， 因此发展新型低成本、 高可靠性的火箭发动机将极大的迎合我国商 业航天的发展。

　　目前航天发射常用的火箭发动机按照其 推进剂组成状态的不同可分为液体火箭发动 机(如长征五号运载火箭)和固体火箭发动 机(如长征十一号运载火箭) 两类。液体火 箭发动机具备比冲性能高、推力可调以及可 重复点火等优点，使其在运载火箭、上面级 发动机、姿轨控发动机等航天领域应用广泛。 而固体火箭发动机由于其推进剂均处于固态 且氧化剂与燃料按照合适当量比掺混直接浇 注于燃烧室内，因此其结构组成较为简单， 在战略、战术导弹等武器领域应用广泛。上 述两种推进系统在具备其优点的同时，也受 到推进剂组成状态的限制而存在一些不足： 液发的组成结构非常复杂，且成本较高；固 发的比冲性能较低，推力调节与重复点火困 难，并且安全性较差。单独使用纯液体或者 纯固体推进剂难以避免上述问题，因此固液 混合火箭发动机迎来了其重要的发展机遇。

　　由于固液混合火箭发动机通常采用固体 燃料与液体氧化剂的推进剂组成形式，这给 它带来了许多优点：固液推进剂理论比冲高，一般高于固体推进剂并与液体推进剂相当； 固液混合火箭发动机结构相对简单，仅有一 条氧化剂供给管路，降低了系统复杂程度； 通过控制氧化剂供给阀门的开度大小即可调 节流量大小，从而能够实现推力调节；选用 合适的点火方式，可实现发动机重复点火； 固液混合火箭发动机通常采用惰性碳氢固体 燃料，并不含有氧化剂，在生产、存储、运 输和操作过程中人员安全性得以提升；此外， 由于氧化剂通常选用液氧、过氧化氢以及氧 化亚氮等，结合碳氢燃料，符合绿色推进剂 的使用要求。

固液混合火箭发动机结构示意图

　　综合来看，固液混合火箭发动机成本 低、安全性高且具备重复使用能力，迎合了 当今商业航天发展的关键需求， 在探空火箭、 小型运载火箭、卫星姿轨控发动机、战术导 弹、亚轨道飞行器甚至组合式冲压发动机等 领域展现出巨大的应用潜力。世界各国对于 固液混合火箭发动机有着浓厚的兴趣与发展 热情，如前不久英国维珍银河公司创始人布 兰森搭乘自家的“太空船二号”圆梦太空， 开启商业航天新时代，而其乘坐太空飞船所 采用的动力来源即为固液混合火箭发动机。 国内近期的代表性工作是“北航四号”临近 空间飞行器成功完成了有控巡航飞行动力验 证。同时，力学所也开展了大量相关实验研 究，成功完成了 200 公斤级推力石蜡基固液探空火箭样机热试车，并依托试车结果开展 了相关优化与升级，为未来发展成为低成本 / 快速响应探空火箭、小型运载火箭等新型 火箭动力飞行器奠定基础。

“北航四号”临近空间飞行器

力学所 200 公斤级推力石蜡基固液探空火箭发动机样机地面热试车

　　“探索浩瀚宇宙，发展航天事业，建设 航天强国，是我们不懈追求的航天梦。”展 望未来，我国将为世界商业航天发展盛会提 供广阔的舞台，期待固液混合火箭发动机能 够贡献其一份力量。我们也坚信“做梦让全 人类都能更轻松上太空是一回事；通过一个 强大的团队，集体把这个梦想变成现实，则是另一回事。”吾辈当明确奋斗目标，脚踏 实地，一步一个脚印的用实力走出属于自己 的道路。逐梦之行，我们永不停歇！

　　林鑫，高级工程师，高 温气体动力学国家重点实验 室。研究领域：1) 高焓流动 激光光谱诊断技术；2)高性 能固液火箭发动机技术。

　　王泽众，博士后，高温 气体动力学国家重点实验室。 研究领域：1)新型固液火箭 发动机燃烧控制技术；2)固 液火箭发动机内弹道仿真。

　　李飞，研究员，高温气 体动力学国家重点实验室。 研究领域：1)新型光谱测试 技术及应用；2)高温气体辐 射特性。

　　余西龙，研究员，高温 气体动力学国家重点实验室。 研究领域：1) 先进动力系统； 2)高焓非平衡流动；3)激 光光谱诊断技术。