与航天部门的深度合作敲定后,龙芯工业立刻开足马力。但所有人都清楚,无论是为“巡天-新生代”飞船提供测试平台,还是未来向“启明星”输送海量物资,最大的拦路虎依然是天文数字般的发射成本。革命性的运输工具,必须立刻提上日程。
龙芯内部,一个新的绝密项目组迅速成立,代号“鲲鹏”。目标简单粗暴,却足以让任何传统航天工程师心脏骤停:研发一款近地轨道运载能力不低于200吨、可完全重复使用(目标复用次数>100次)、单次发射综合成本降至目前国际同类产品10以下的重型运载火箭/空天飞机系统。
当林枫在“鲲鹏”项目启动会上抛出这个目标时,连见惯了大场面的“燧石”和“织女”项目骨干都倒吸了一口凉气。
“林总……这,这不仅仅是技术问题,这是要颠覆整个航天工业的经济模式啊。”从“天宫”中心借调来的一位火箭发动机专家,脸色发白,“目前最先进的可回收火箭,一级回收复用已属不易,二级和上面级基本都是一次性。要全箭复用,还要降到十分之一成本……这需要对结构、材料、发动机、热防护、回收控制等几乎所有子系统进行颠覆性设计。更别提200吨的运力,这需要多大的起飞推力和多高效的推进剂组合?”
林枫站在全息投影前,投影上是初步勾勒的“鲲鹏”概念图——它并非传统细长火箭造型,而更像一个有着巨大三角翼和多个可摆动发动机的、充满力量感的飞行器,兼具垂直起飞和水平着陆的能力。
“我们知道这很难。”林枫的目光扫过会议室里每一张或兴奋、或凝重、或怀疑的脸,“但请大家想一想,我们为什么要造它?不是为了在现有赛道上比别人跑快一点,而是为了创造一条全新的赛道。‘启明星’计划需要它,‘方舟’蓝图需要它,甚至我们龙洲未来在近地轨道建立工业化前哨,也需要它作为廉价的‘太空卡车’。”
他调出一组数据对比:“传统火箭,燃料成本只占发射总成本的极小部分,大概1都不到。绝大部分成本在于昂贵的一次性箭体材料、精密但脆弱的发动机、复杂的电子系统、以及漫长的人工装配和检测流程。我们要做的,就是用龙芯的技术,从根本上‘重组’这些成本结构。”
会议进入实质性技术讨论,问题如潮水般涌来。
结构材料与热防护:“要实现多次出入大气层,特别是水平着陆时的高温摩擦,热防护系统是关键。现有的陶瓷瓦或烧蚀材料太重,且维护极其困难。”材料组的负责人眉头紧锁。
“‘星脊’项目的‘时空纤维复合材料’最近在‘弱规则场’淬炼下,表现出了对极端温度交变和微观损伤的自修复倾向。”严教授汇报道,“虽然距离成熟还很远,但我们可以尝试将这种材料的‘变种’用于非承力的热防护蒙皮。另外,‘渊裔’生物水晶的能量耗散特性,或许可以启发我们设计一种‘主动式’热能转换与辐射涂层,将部分气动热直接转化为电能或辐射掉,而不是全靠被动承受。”
动力系统:“200吨近地轨道运力,需要海量推力。传统的液氧煤油或液氢液氧发动机虽然成熟,但比冲和推力密度仍有提升空间,且氢氧发动机的燃料储存和管路系统复杂昂贵。”发动机专家提出核心难题。
“我们正在与‘天宫’中心联合评估几种方案。”动力组负责人调出图表,“方案一,基于现有高压补燃液氧煤油发动机进行深度优化,采用我们新的‘星脊’合金制造涡轮泵等关键旋转部件,减轻重量,提升寿命,目标是实现百次以上点火、推力调节范围更广。方案二,更激进一点,探索‘金乌’聚变能的小型化衍生应用——不是直接聚变推进,那太遥远,而是利用聚变堆产生的高温等离子体,驱动磁流体发电机,为大型电推进系统(如vasir可变比冲磁等离子体火箭)供能,虽然初始推力小,但比冲极高,适合作为上面级或在轨推进,长期来看更经济。方案三,结合‘磐石-天穹’电池技术,研发大功率电动泵,简化发动机的涡轮泵系统。”
回收与复用:“垂直回收我们有一定经验,但‘鲲鹏’设计更倾向于带翼水平着陆,这对气动控制、着陆精度、起落架缓冲的要求极高。而且,如何快速检测、修复飞行后的箭体,实现‘航班化’运营,是更大的挑战。”飞行控制专家忧心忡忡。
“这就需要‘巡天-新生代’项目中开发的‘慧眼’视觉系统和智能诊断技术了。”苏小远接话,“我们可以在箭体关键部位布设数以千计的微型传感器和自检节点,结合‘慧眼’系统对箭体外表面进行自动扫描,每次着陆后,ai系统能快速生成一份详细的‘健康诊断报告’,标识出需要维护或更换的部件。同时,我们正在设计模块化的箭体结构,像拼乐高一样,让受损部分能被快速拆卸替换。维护车间高度自动化,目标是让两次发射之间的 turnaround ti(周转时间)缩短到一周甚至更短。”
成本控制:“即使技术上能实现,如何将成本压到十分之一?很多精密部件和特殊材料本身就很贵。”财务和供应链负责人提出了最现实的问题。
林枫回答:“规模化、自动化、设计优化。第一,一旦技术成熟,我们就建设高度自动化的‘鲲鹏’总装生产线,用工业机器人和ai质检替代大量人工,提升效率,降低差错率。第二,与国内优势供应链深度合作,利用‘磐石’电池带动的新能源产业链升级,促使相关材料(如特种铝合金、复合材料预浸料)和零部件(如高性能阀门、作动器)成本下降。第三,也是最关键的,通过设计来降本。用更简单的推进剂组合(如甲烷/液氧,易于在火星等外地获取,且结焦少利于复用),减少发动机零件数量,采用更鲁棒(容错性强)而非极致精密的控制系统,在保证安全的前提下,一切设计为‘耐用’和‘易维护’服务,而不是追求一次性的极致性能。”
会议持续了整整一天,头脑风暴激烈,碰撞出无数火花,也暴露了更多需要攻克的具体技术难关。但一个清晰的研发框架逐渐成型:“鲲鹏”将是一个高度集成的系统工程,它的成功依赖于龙芯在材料、能源、ai、自动化等多个领域技术突破的协同应用。
项目启动后,“鲲鹏”团队进入了近乎疯狂的攻关状态。发动机实验室里,新型涡轮泵叶片在特制试验台上经受着远超设计指标的极限转速考验;风洞中,缩比模型经历着各种极端姿态下的气动载荷测试;自动化装配车间里,机械臂尝试着将预制的箭体模块进行高精度对接;“燧石”中心则为热防护材料和轻质主结构材料提供了关键的测试数据。
林枫几乎是住在了研发一线,协调资源,解决跨部门冲突,在关键决策点拍板。他脑海中,系统界面偶尔会闪烁,提供一些关于材料配比、能量流动优化或控制算法收敛的模糊“直觉”指引,这些指引往往能在团队陷入僵局时,指出一个值得尝试的、非传统方向。
三个月后,“鲲鹏”项目迎来了第一个重要里程碑——全尺寸液氧甲烷发动机“炎龙-1”首次全工况试车成功!预设指标的105,关键部件在试车后检测,磨损程度远低于预期。更重要的是,其简化可靠的设计,使得单台发动机的预估制造成本,仅有传统同类产品的三分之一。
紧接着,基于“星脊”衍生材料和新型隔热设计的箭体中部筒段,成功通过了模拟再入高热流环境的极限测试,表面温度均匀,内部结构完好,冷却后自检系统显示“健康状态优秀”。
智能检测与快速维护系统的原型机,也在模拟箭体上完成了首次全流程演练,将理论检测时间从数百人时缩短到了个位数人时。
一个个技术节点的突破,逐渐拼凑出“鲲鹏”清晰的轮廓。尽管距离整箭集成和首飞还有很长的路,但那条将发射成本降低90的“天方夜谭”,正在从纸面上的狂想,一点点变成工程图纸上严谨的参数,再变成实验室里轰鸣的测试数据。
龙芯工业,这家以民用科技起家的公司,其最尖端、最核心的力量,正在悄然转向头顶那片最浩瀚、也最昂贵的疆域——太空。他们不仅要造出飞得更高的火箭,更要造出飞得足够便宜的火箭。
因为只有天空的“翅膀”足够廉价而有力,文明才能真正挣脱重力的束缚,将资源和梦想,源源不断地送往那片等待开发的星辰大海。“鲲鹏”项目,就是那双正在被锻造的、属于地球文明的、钢铁与智慧的翅膀。它的每一次扇动,都将为“启明星”的光辉,增添一份实实在在的推力。