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九州云箭:做中国液体可回收火箭时代的“发动机” |云和资本已投企业
来源:36氪浙江 | 作者:左键 | 发布时间: 2021-04-02 | 600 次浏览 | 分享到:
云和资本为火箭配上十足“马力”。

2021年伊始,空天互联网作为未来互联网的新基础设施正展现出巨大价值,国家在政策层面上也支持民间力量的进入,巨大市场需求显现。36氪浙江特别策划《星际赛》系列报道,与商业航天赛道的佼佼者们尽兴畅聊,复盘2020年的得与失,发现2021年的趋势与变化。

本文是其中一篇。


文 | 左键


近年来,液体、可回收成为商业航天的热词。

想要实现卫星商业化,核心之一是降低火箭发射成本;而降低火箭发射成本,则需要从成本核心——发动机入手。以液体、可回收为核心的火箭发动机研发,正成为各大火箭发射企业角力的对象。

九州云箭成立于2017年,是一家集火箭发动机设计研发、装配测试、配套飞行全流程服务为一体的商业航天企业。

2018年至2019年间,九州云箭完成了国内多个首次突破:首次突破火炬式电点火技术、首次完成副系统200s长程试车、首次完成涡轮泵介质试验、首次完成液氧甲烷发动机深度变推力热试车、首次突破发动机整机的全氮气使用维护技术。

2020年,九州云箭启动了发动机产业化转型,建设有安徽蚌埠液体火箭发动机制造基地和百吨级双工位液体火箭发动机热试车基地。近日,九州云箭下一代大推力液氧甲烷发动机龙云完成了半系统热试车考核,这是国内首次突破涡轮泵气瓶起旋+火炬式电点火启动大推力液氧甲烷发动机技术,也是国内首次实现多工况半系统热试车。

九州云箭航天创始合伙人刘洋告诉36氪浙江,仅今年年初,公司就已签订了十余台液氧甲烷发动机订货合同。

以下是36氪浙江与九州云箭创始合伙人刘洋的采访实录:


|构建“国家队”专业背景团队


Q:
公司最初成立的时候,做了哪些准备?

A:对于商业航天这样的高壁垒行业,人才是非常重要的,所以第一步就是找人。我们的CEO季凤来是航天科技集团出身,拥有十余年的从业经验。为了能做好九州云箭,与初创团队深入交流,最终组建了一支拥有相同价值观,且都怀有一项发动机“独门绝技”的初创队伍。之后,通过创始团队的努力,我们于2018年完成天使轮融资。


Q:刚刚聊到团队,我们现在有多少人了?

A:40多人,其中85%为研发人员。大部分成员拥有“国家队”从业背景及全流程研制经验,并获得过国防科技进步奖,军队科技进步奖等奖项。


Q:九州云箭的业务模式是什么?

A:现在我们主要由三条业务线构成:液体火箭发动机、热试车基地的对外测试服务以及液体火箭发动机技术的民用转化。

九州云箭批产基地

Q:2021年,九州云箭将有哪些新动作、新打算、新目标?

A:上个月,我们的凌云发动机刚刚完成了液氧甲烷火箭发动机的三次启动+深度变推力二合一试车,凌云也成为了国内、国际首款具备3次以上启动能力的液氧甲烷火箭发动机。

今年,我们还将进行液体火箭发动机万秒级的可靠性热试车考核。在完成可靠性考核后,将配套客户火箭进行试验,使这项发动机技术突破真正应用到火箭飞行上。同时,大推力龙云发动机也将在今年完成整机热试车,这将进一步拓展九州云箭发动机的运力覆盖能力,使中大型火箭也能实现回收。


Q:我们的目标客户有哪些?预计什么时候盈利?

A:作为商业类航天动力公司,火箭企业都是我们的潜在客户。今年,我们与商业火箭公司客户签订了十余台发动机订单,预计明年可实现盈利,3年后盈利规模将翻三倍以上。


|瞄准中大型可回收液体火箭市场


Q:聊一下技术,九州云箭的核心技术是什么?

A:九州云箭拥有多项可回收液氧甲烷发动机技术,包括发动机整机推力深度调节技术、主副系统火炬电点火技术、发动机电点火多次启动技术等。


Q:2019年   ,九州云箭研制成功了液氧甲烷火箭发动机。相比较其他液体动力系液氧甲烷的优势是什么?

A:液氧甲烷推进剂目前已成为世界一流商业航天企业的一致选择,包括SpaceX、蓝色起源等。2019年,具有30%-100%推力调节能力的液氧甲烷发动机进入了国家重大技术装备指导目录。

其实,选择液氧甲烷,主要原因还是技术和商业化优势。液氧甲烷在燃烧稳定性以及大范围变推力适应性上有很大优势,它的成本和重复使用次数远远优于其他推进剂,燃烧产物干净,不结焦不积碳,利于发动机和火箭的频繁使用维护。

九州云箭试验台
Q:液氧甲烷火箭发动机研发时,会遇到哪些问题?

A:首先,为适应未来商业火箭需求,需要发动机实现超过三次以上的启动能力和深度推力调节能力;其次,关于回收火箭上“返回-复飞”环节的使用维护技术,我们仍在探索阶段。


Q:目前,九州重点开发的产品包括10吨级LY-10凌云以及80吨级LY-70龙云,属于中大型商业运载火箭发动机研制范畴。我们瞄准这一市场的原因是什么?

A:可回收的中大型液体火箭,是民营企业能够实现真正商业化发射的唯一选项。我们在发动机推力量级的制定上,充分考虑可回收火箭的运力构型,制定了研发10吨级和80吨级两型发动机的目标,这一推力搭配是火箭总体比较适用的。通过多机并联满足起飞规模覆盖1200吨级,载荷覆盖4吨规模,既完全覆盖商业航天载荷需求,又有技术突破和创新。


Q:成本方面,如何控制?

A:一款发动机的成本高低,实际上在图纸阶段就已决定了绝大部分,而后的工艺、生产、制造以及使用维护过程,只能在既定发动机成本的基础之上进行比较有限的增减。九州云箭核心组件采用辩证的设计方式降低零件数目,在有效降低成本同时,增强产品固有可靠性。比如在核心组件涡轮泵设计过程中,我们的涡轮泵产品最终的全部零部组件只有几十个。这个数量比传统发动机的一半还少,成本也大幅降低。而目前,我们的涡轮泵已经过了 30 余次的发动机试验,产品表现非常稳定。

另一部分成本的降低路径,就是测试阶段。九州云箭自主建设百吨级双工位液体火箭发动机热试车基地,大幅降低了测试成本。 


 |做中国的Aerojet Rocketdyne


Q:您觉得国内的火箭制造,是否存在着地域差异?

A:有的。以北京为例,呈现的就是南箭北星的格局,商业火箭企业总部大多集中于京南的亦庄经济技术开发区。同时,各家企业根据自身发展需要,布局和落地也呈现一些地域差异性。

2019年,九州云箭完成了整机研制并率先突破了深度变推力技术后,在2020年立即着手进行火箭发动机产业化的布局,综合考虑产业配套优势,落地安徽蚌埠进行发动机批产测试能力建设。目前,九州云箭在国内形成了“一个中心+两个基地”(北京+安徽)的战略布局,将有力保障九州云箭发动机质量,为火箭客户交付放心产品。

“凌云”和“龙云”液氧甲烷发动机

Q:火箭制造对技术、人才、资本要求极高,不少人认为,虽然国内商业航天刚刚起步,但头部企业已经定下,您怎么看?

A:中国商业航天处于发展的初级阶段,虽然有几家发展较快的企业在前面领跑,但后续怎么发展还不能下定论。

对于发射链条企业而言,载荷的确定性是必须要解决的问题。如果新入局企业,在载荷上有确定性,那么“自带奶粉出生”的这一优势,一定可以使企业获得非常快速的发展。而对于卫星企业而言,需要更多考虑卫星的应用层面,这个市场很大,也充满了无限的可能性。


Q:未来3-5年内,您觉得商业航天赛道将呈现怎样的格局?

A:2021年很有可能成为中国商业航天的“液体元年”,越来越多的商业火箭公司将着手研发液体火箭。3-5年之后,我们有很大希望看到我国自主创新研发的垂直回收液氧甲烷火箭可靠的飞行和回收,商业航天的商业性将逐渐显现出来,市场真正进入2.0时代,加速市场细分化进程。


Q: 如果选择一个偶像作为对标,九州云箭最想成为哪家公司?

A:做中国的Aerojet Rocketdyne。它是美国著名的商业化动力公司,1969年帮助阿波罗11号将第一批宇航员运送到月球表面并安全返回家园,并参与了每一次航天飞机飞行任务以及其他许多里程碑事件。

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