作为欧洲航天事业联合的象征,欧空局及阿丽亚娜系列火箭一直是国际上举足轻重的航天力量,也曾在世界商业发射市场上占有一席之地。
图丨阿丽亚娜 5 号火箭的第 99 次发射(来源: ArianeGroup)
不过,随着老一代的阿丽亚娜 5 号火箭的接近退役,符合最新行业潮流的“经济适用箭”——阿丽亚娜 6 号也早已提上日程,其中备受关注的普罗米修斯发动机(Prometheus engines)会以何种方式、交由谁生产也成为业界关注的重点。9 月 4 号,阿丽亚娜集团向瑞典的供应商 GKN Aerospace 授予了一份可重复使用发动机的项目合同,透露了项目的最新进展。
位于瑞典 Trollh?ttan 的 GKN Aerospace 公司的空间业务部门将会为普罗米修斯发动机生产两台涡轮机。作为一种可重复使用的液氧甲烷发动机,普罗米修斯预计每台耗资 100 万美元,虽然看似巨额,但实际上已经相当于是阿丽亚娜 5 号火箭一级火神发动机造价的十分之一。
图丨普罗米修斯发动机渲染图(来源: ArianeGroup)
虽然外界对于 GKN Aerospace 公司知之甚少,但自从 1974 年以来,该公司一直参与阿丽亚娜项目。这一次,他们将会采用 3D 打印的生产技术来为阿丽亚娜 6 号火箭的一二级发动机生产涡轮机。
该公司表示,这样做的好处是显而易见的,整个涡轮机之前需要的 100 余个零组件将会骤减到只有 2 个,零组件减少和结构简化会帮助客户极大地降低采购成本,而且发动机照样可以经受住高温、高压和高速运转所带来的考验。
(来源:GKN Aerospace)
去年 12 月,欧空局与阿丽亚娜集团签署了一份价值 7500 万欧元的合同。该机构当时表示,“随着普罗米修斯液氧甲烷发动机项目的进展,我们能够在 2020 年之前就做出该怎么利用这款发动机的决定。”
除了阿丽亚娜 6 号的主发动机之外,助推器也在顺利进行。前不久的 7 月 16 日,P120C 固体发动机在位于法属圭亚那的欧洲航天发射中心进行了静态点火测试。这款发动机除了会以两个或四个的数量捆绑在阿丽亚娜 6 号火箭上作为助推器之外,还会用作 Vega-C 固体火箭的一级发动机。
图丨P120C发动机点火测试(来源: ArianeGroup)
此次测试共持续了 135 秒,燃烧了 141 吨固体燃料,产生推力 4200kN,即 420 吨!作为世界上最大的整体碳纤维发动机,P120C 发动机长 13.5 米,直径 3.4 米,由阿丽亚娜集团和 Avio 公司共同研发,而以其为动力的 Vega-C 固体火箭也会在明年进行首飞。
就目前的现状而言,阿丽亚娜集团无论如何是会确保阿丽亚娜 6 号在 2020 年中旬的首飞时间表的,为在不到两年的时间内保证不出现什么意外,阿丽亚娜集团将在 2019 年下半年到 2020 年初对完全整合的阿丽亚娜 6 号进行测试,P120C 发动机也将尽早达到年产 35 台的目标。
图丨阿丽亚娜 6 号(来源:Satnews)
为了迎接美国航天公司的竞争,阿丽亚娜 6 号身负重任,除了要在经济性上做得足够好之外,发射频率也要一升再升,短期是要在 2022 年就进行 5 次发射,长期来看,2023 年后阿丽亚娜 5 号退役产生的空窗期也将给继任者提出挑战。