北京宇石空間航天科技有限公司(以下簡稱「宇石空間」)近日宣布完成數(shù)千萬元天使輪融資,此輪融資由麟閣創(chuàng)投領投,鷹潭航天、水木清華校友種子基金跟投,所籌資金將用于公司火箭產(chǎn)品研發(fā)。
「宇石空間」成立于 2024 年,目前專注于大運力低成本快速復用液體火箭的研發(fā)和制造,是目前 " 國內(nèi)唯一采用不銹鋼火箭 +" 筷子 " 捕獲臂回收方案的團隊 "。公司致力于打破當前商業(yè)火箭價格高、產(chǎn)能低的發(fā)展困境,為客戶提供成本最低的快速復用液體火箭,其核心產(chǎn)品 AS-1 號火箭正處于二子級共底貯箱生產(chǎn)階段。
「宇石空間」創(chuàng)始人兼 CEO 唐文博士表示,火箭屬于高端制造業(yè)范疇,發(fā)展的終局指向極致的低成本和高效率,所有新技術的探索都服務于這兩個目的。公司產(chǎn)品采用不銹鋼箭體結構 + 液氧甲烷動力 +" 筷子 " 捕獲臂回收技術路線,打造國內(nèi)最低成本的大型液體可復用火箭,服務未來海量衛(wèi)星組網(wǎng)需求。
宇石空間 AS-1 號火箭渲染圖
技術組合拳,破解商業(yè)火箭「終局」難題
2023 年,星網(wǎng)集團和垣信衛(wèi)星正式開始進行衛(wèi)星組網(wǎng)布局,兩者綜合計劃發(fā)射近三萬顆衛(wèi)星,千億級別的市場規(guī)模和巨大的運力缺口,給了商業(yè)火箭公司十年難得一遇的機遇。
" 商業(yè)火箭的終局是解決可重復使用和高成本問題,未來各商業(yè)火箭公司誰的成本更低,誰才能取得最終的勝利 ",「宇石空間」選擇用不銹鋼箭體結構 + 液氧甲烷動力 +" 筷子 " 捕獲臂回收的技術路線破局。
傳統(tǒng)一次性火箭在市場占絕對主導,而這種 " 高成本、低復用 " 模式,難以適應當前國內(nèi)商業(yè)航天快速迭代的需求。在唐文的設計中,「宇石空間」AS-1 號火箭會是一款低成本、可復用的產(chǎn)品,而低成本的關鍵就在于其使用了不銹鋼作為箭體材料。唐文介紹," 傳統(tǒng)火箭箭體架構多使用鋁合金材質,我們使用的不銹鋼材料價格僅為鋁合金的 1/4。"
盡管不銹鋼在耐高溫、可復用上優(yōu)于鋁合金,但其重量可能會影響火箭運力的質疑一直存在。宇石團隊的解決方案是," 在保證結構承受相同載荷的情況下,我們首先使用了更薄的不銹鋼材料;其次,通過動力結構一體化設計,我們將不同功能的結構部件無縫連接,形成一個完整的、連續(xù)的受力體系,減少了零部件之間的間隙和連接點,從而降低了結構重量。" 根據(jù)宇石團隊的設計和實測數(shù)據(jù):采用不銹鋼材料制造火箭結構的重量可以和鋁合金基本保持一致??紤]到不銹鋼制造和材料成本方面的優(yōu)勢,在重復使用的條件下,可以說采用不銹鋼材料是降低火箭結構成本的最顯著的手段。
在動力方案上,區(qū)別于主流使用液氧煤油的動力方案,「宇石空間」選擇了液氧甲烷。唐文認為," 液氧甲烷發(fā)動機解決了液氧煤油發(fā)動機容易結焦和積碳的問題,能夠延長使用壽命、降低維護頻率,更適合火箭的重復使用。甲烷的成本相對比較低,甲烷與液氧燃燒過程穩(wěn)定,更容易提升發(fā)動機可靠性。"
考慮到火箭的快速復用,在回收方式上,「宇石空間」摒棄了傳統(tǒng)的著陸腿方案,采用 " 筷子 " 捕獲臂回收方案," 這樣火箭結構簡單,更容易維護,并且運載能力更大(火箭運力提升 15% 以上),火箭采用筷子捕獲臂回收在成本上更具優(yōu)勢。" 唐文補充道。實際上,「宇石空間」團隊成員早在 2017 年就開始深耕回收落點控制技術研究,2019 年已完成飛行試驗驗證。
不銹鋼箭體 + 液氧甲烷雙低溫動力優(yōu)勢結合,更能發(fā)揮不銹鋼結構在低溫條件下的性能優(yōu)勢。同時,不銹鋼火箭與筷子回收技術相互配合,前者為回收技術的快速迭代提供了經(jīng)濟基礎,后者則進一步鞏固了低成本優(yōu)勢。這套技術組合拳,是「宇石空間」認為目前商業(yè)火箭最接近終局的路線選擇。
瞄準大直徑液體火箭,加速技術落地
火箭用于發(fā)射衛(wèi)星,而衛(wèi)星市場的需求會倒推影響產(chǎn)品設計。中國低軌衛(wèi)星通信星座接近三萬顆的規(guī)模,在 2024 年下半年才開始組網(wǎng)建設。為了滿足組網(wǎng)需求,需要一箭多星至少約 7 噸運力,而小型的固體火箭難以實現(xiàn)如此大的運力。
故從成立之初,「宇石空間」就瞄定了商業(yè)火箭的最大市場需求,計劃推出的首款產(chǎn)品 AS-1 號為大直徑液體火箭。據(jù)悉,AS-1 號火箭直徑 4.2 米,一次性運力在 15 噸以上,回收運力 10 噸以上;一次性發(fā)射成本可低至 2 萬 / 千克,回收發(fā)射單價 1 萬 / 千克,低于市場平均水平。目前國內(nèi)火箭還未實現(xiàn)回收復用,著陸腿方案的火箭一子級回收復用周期為 30 天,而「宇石空間」即將推出的 AS-1 號火箭能將一子級復用周期縮短至 10 天,同時兼顧高運載能力、低發(fā)射成本和快速復用的特點。
談及商業(yè)化布局,唐文介紹了「宇石空間」計劃施行的 "To B 奠基、To G 突破、To C 蓄勢 " 階梯式發(fā)展策略。ToB 市場是主戰(zhàn)場,宇石將為低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座企業(yè)提供 " 專車 " 發(fā)射服務,該類型企業(yè)需年均約百枚火箭的常態(tài)化發(fā)射能力;同時,宇石也為遙感、通信衛(wèi)星、探測器企業(yè)提供 " 專車 + 拼車 " 混合發(fā)射服務。ToG 市場是遠期戰(zhàn)略支點,宇石希望發(fā)揮技術成本的優(yōu)勢,為國家工程項目提供解決方案。ToC 市場則是未來生態(tài)入口,增長潛力很大。
團隊是另一亮點,「宇石空間」擁有全國首先實現(xiàn)不銹鋼火箭技術路線的整建制團隊,團隊有中外航天院所、商業(yè)火箭公司液體火箭、航空航天機器人復合背景,囊括了火箭總體、結構、動力、回收領域的頂尖人才。唐文博士堅信," 未來的商業(yè)航天一定是海納百川,吸引大量物理學、力學、材料學、機器人的頂尖人才跨界融合,以我為核心的公司聯(lián)創(chuàng)團隊,將用開放的心態(tài)吸納我國優(yōu)勢高端制造業(yè)的人才,通過人才梯隊培養(yǎng),引導轉型商業(yè)航天。"
創(chuàng)始人兼 CEO 唐文博士畢業(yè)于清華大學航天航空學院,擁有 14 年液體火箭動力及結構工作經(jīng)驗,曾實現(xiàn)國內(nèi)首個不銹鋼液氧甲烷火箭原型機及靜態(tài)點火。更早之前,唐文博士在航天一院體系內(nèi)完整經(jīng)歷了中國規(guī)模最大運力最大的液體火箭 CZ-5、中國空間站貨運液體火箭 CZ-7 型號的火箭研制。CTO 田繼超博士畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學航天學院,擁有 15 年液體火箭總體工作經(jīng)驗。
與傳統(tǒng)意義上的初創(chuàng)公司不同,「宇石空間」擁有一個整建制創(chuàng)業(yè)團隊,基于過往的技術、資源、經(jīng)驗儲備和高配合度,擁有清晰、可靠的總體設計方案并已經(jīng)開始進行火箭結構的生產(chǎn)及試驗。據(jù)介紹,其核心產(chǎn)品 AS-1 號火箭的二子級貯箱將于月底完成生產(chǎn),這也將是民營火箭公司從成立到大型結構件生產(chǎn)的最快效率。在年底前,公司還計劃完成二子級靜態(tài)點火、首飛箭的一子級結構制造以及 " 筷子 " 捕獲系統(tǒng)地面驗證試驗。
來源:36氪