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钛媒体 4小时前

固体、煤油还是甲烷?中国商业火箭为何没有标准答案

文 | 反熵

截至 2026 年 5 月 28 日,我国共发射火箭 29 次(1 月 8 次,2 月 2 次,3 月 8 次,4 月 8 次,5 月截至今日 7 次。未计入亚轨道发射和测试飞行)。但如果稍加留心就会发现,这些火箭所使用的推进剂并不完全一样,有的是固体、有的是液氧煤油、有的是液氧甲烷。

所以今天我们就来聊聊,为何中国商业火箭在推进剂的选择上会呈现出如此百花齐放的局面。

01 补位手:固体的实用主义

固体火箭是最好理解的。燃料预装,常温储存,个把小时就能上发射架。零件少了,容易出问题的地方就少了,所以结果就是可靠性的提升。

中国在固体火箭上的底子非常好。军工体系几十年的固体发动机积累,从推进剂配方到壳体制造,整条供应链高度成熟。

民营商业航天中,从星际荣耀的双曲线一号,到中科宇航的力箭一号、星河动力的谷神星一号、东方空间的引力一号,甚至蓝箭航天的朱雀一号,这批较早起步的商业火箭公司的首个箭型,无一例外地都选择了固体推进剂。他们其中的大多数发射表现也很不错,尤其是谷神星一号 22 飞 20 成功,力箭一号 13 飞 12 成功,表现都很稳。

但是,之前做固体的这些公司,其实早就开始了在液体领域的全面布局。所以我们现在可以看到很多关于智神星一号、引力二号、双曲线三号的消息。

那么,固体火箭会因此而退场吗?

不会。在特定的限定条件下,固体火箭仍然有非常明显的优势。

第一,发射响应速度。固体是小时级,液体往往需要数天准备。即时为了来液体发射更加频繁,固体 " 随时能打 " 的能力依然难以替代。

第二,固体本身也在往上走。东方空间的引力一号在 2024 年 1 月已经成功入轨,它也被称为全球最大固体火箭。某种程度上看,这不是固体的 " 最后一搏 ",而是大推力专用型号正在打开新格局。重型载荷、特定轨道、定向任务等等这些场景不跟可回收液体冲突,是并行战场。

第三,成本。固体发射现阶段确实不便宜,纯商业竞争中肯定拼不过液体。但如果任务本身不计代价,比如应急补网、军工需求、重大节点,那么固体的确定性本身就是成本优势。

所以固体的角色不是 " 备勤 "。

它更像是一支快反部队,平时不一定天天出动,但关键时刻能上去,所以永远有它的编制。

02 冲刺手:煤油的"够用"哲学

液氧煤油在几条路线里的争议性特别大,这也是我特别不能理解的事情。一方振振有词:积碳、不能复用、过渡技术。

但是,猎鹰 9 号使用的就是液氧煤油推进剂。Merlin 1D 发动机,开式燃气发生器循环,600 多次发射,600 多次一级回收。在 2026 年 3 月,B1067 助推器完成了第 34 次飞行,累计经历了数千秒的点火燃烧,其 Merlin 发动机在高频复用中保持了稳定表现。

关于积碳,SpaceX 的解法非常朴素,把煤油里的硫含量降到 ppm 级别。仅此而已。硫没了,积碳从坚硬的焦炭变成松散的烟尘,下次点火气流一吹就干净了。34 次飞行也证明,足够用了。

为什么说 " 够用 " 呢?其实商业航天并不需要世界上最 " 干净 " 的发动机,而是需要最快时间、最低成本地再打一发。猎鹰 9 号已经证明,煤油路线完全能够支撑高频复用。

中国在煤油上还有一个优势,那就是原料自主。中国富煤贫油,煤基航天煤油从原料端完全摆脱进口依赖,成本比传统石油基煤油低一半。

这个时代,能源要不要自主性?不需要讨论了。

所以,我认为液氧煤油属于短跑健将,出成绩最快。当前星座建设的窗口期够急,这条线在用确定性换时间。

03 跑者:甲烷的长期账本

液氧甲烷正在成为全球新一代可复用火箭的主流推进剂选择。相比传统煤油推进剂,其结焦与积碳问题显著降低,比冲也高于煤油,在综合性能、贮存特性与工程可实现性之间取得了更优平衡。

这也是为什么全球主流的新一代大运力可复用火箭——从 SpaceX 的 Raptor,到 Blue Origin 的 BE-4,再到 Rocket Lab 的 Archimedes ——几乎都选择了液氧甲烷路线。

中国虽然起步较晚,但速度很快。在 2023 年,朱雀二号成为全球首个入轨的液氧甲烷运载火箭,2025 年 12 月,朱雀三号进一步完成了入轨验证。此外,箭元科技、微光启航、星梭科技也在不同方向切入。国家队 200 吨级液氧甲烷发动机 YF-215 也已完成长程试车验证。

但也并不是说,液氧甲烷没有短板。

密度低。液态甲烷密度约 0.42 g/cm ,煤油是 0.81 以上,将近差一倍。在相同推进剂质量下,甲烷路线通常需要更大的贮箱,箭体尺寸与结构复杂度也会随之上升。大风阻、高结构重量、更大的发射工位、更宽的运输通道。部分超大直径型号甚至难以适配传统铁路运输体系,只能转向海运或临港制造。

推重比。相比成熟的煤油发动机,液氧甲烷发动机在早期普遍面临推重比偏低的问题。更大的推进剂流量、更复杂的深冷循环,以及高压补燃带来的工程挑战,都使其在结构与动力系统设计上更加困难。不过随着 Raptor 等高压甲烷发动机成熟,这一差距正在逐步缩小。

低温密封。零下 162 度,对复用件的压力极大。在数十次冷热循环后,密封件寿命与系统可靠性仍需要长期工程验证。

从工程角度看,液氧甲烷是在用更高的系统复杂度,换取更低的长期运营成本。更大的箭体、更复杂的深冷管理、更漫长的可靠性验证,都是它为高频复用支付的前期价值。

这条路线未必最快,但跑得越久越值。前期投入大、周期长,但当复用次数上去,单次成本会往下走出一根很好看的曲线。方向没错。只是路长。

04 群像:中国商业航天的三种节奏

讲到这里,你应该已经看出来了,我们并非是在讨论哪种推进剂更好,我们在聊的,是同一场比赛中,不同的起跑距离。

美国为什么不在固体商业火箭上投入?不是技术问题,是液体发射已经频繁到几天一发,紧急任务不需要单独养一条产线来兜底。高频发射本身就是最好的快速响应。固体在那种成熟度下,不挣钱。

中国还没到那一步。可回收还在验证,发射频率远不足以覆盖所有需求。在这个窗口里,固体做的不是 " 商业竞争 ",是补位。

如果举个不恰当的例子——

固体更像直升机。重装吊运、应急救援、特种任务——平时排不上主力航线,但关键时刻必须有人能飞。

液氧煤油像高速货运。体系成熟、线路稳定、调度经验丰富。它不是最新技术,但今天中国商业航天真正缺的,恰恰是这种 " 稳定地把东西送上去 " 的能力。

液氧甲烷则更像高铁系统。前期投入巨大、基础设施复杂、验证周期漫长,但一旦网络跑通,长期运营成本和周转效率会进入另一个阶段。

同一个发射场里,直升机在补位,高速货运在撑主干,高铁系统在修未来。三种节奏并存,不叫混乱,而是中国商业航天迈向航班化发射之前,必经的一段产业爬坡。

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