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火箭燒「煤」？! 「長征12號」火箭首度使用煤基太空煤油

據微信公眾號「中國航天科技集團六院」消息，11月30日22時25分，航天科技集團六院165所牽頭聯合國家能源集團神華煤制油公司、寧夏煤業公司研製開發的煤基太空煤油，成功助力長征十二號運載火箭順利首飛，這也是長征系列運載火箭首次使用煤基太空煤油飛天，長征燒「煤」的夢想成為現實。

區別於傳統的石油基太空煤油，煤基太空煤油解決了太空煤油原料來源過於單一的歷史難題，符合中國「富煤貧油」的能源現狀，有力保障國家太空能源戰略安全，比衝性能、產品一致性和穩定性良好。

作為中國唯一的煤基太空煤油生產製造單位，165所具備高性能燃料的研製生產能力，擁有3項標準、4項關鍵技術、5項國防專利。近年來，該所大力開拓煤基太空煤油商業航天市場，提升運輸效率，更為便捷地抵達用戶所在地，更好地保障太空燃料供給。

為保障長十二發射，在六院黨委、院領導班子的堅強領導下，165所領導班子深入一線、靠前指揮。韓明所長帶領專班奔赴發射場一線檢查指導工作，符全軍副所長安排部署煤基太空煤油飛行應用保障。

165所領導班子高度重視高性能燃料的研製應用推廣，在不久前結束的珠海航展上，所長韓明親自帶隊，與海南商業航天發射場就煤基太空煤油供應達成約3.8億元（人民幣，下同）合約。

多家商業航天企業在快速推進液氧煤油發動機研製應用的同時，也高度認可165所生產交付的煤基太空煤油，年度採購總量超千噸且逐年遞增，全面覆蓋了發動機研製、工藝驗收、火箭飛行等全產業鏈條。

談及高性能燃料研製成果轉化，165所副所長符全軍表示，為保障國家太空能源的安全供應，自液氧煤油發動機立項研製起，在六院領導下，「十年磨一劍」致力於太空煤油新油源的論證和研製，以煤製油為基礎，攻克了諸多難關，並依託於液體推進劑研製生產技術積澱，先後開發出能夠滿足液氧煤油發動機、衝壓發動機、渦噴渦槳發動機等使用的多款高性能燃料，並衍生出高粘度農藥用礦物用油、工業潤滑油等新產品，未來將廣泛服務於商業太空、低空經濟、現代農業等國民經濟領域。

目前，165所煤基太空煤油年生產能力超8000噸，年生產能力約30000噸的新型生產線已按計劃完成總體設計，後續將充分滿足國家太空能源需求。

煤基太空煤油的研製歷程，在應用成果碩果累累的高光瞬間背後，也有「按下葫蘆又起瓢」的至暗時刻。

現任165所航潔新材科技有限公司總經理的朱成財博士回憶：「打我上班前，研究團隊就開始參與煤基太空煤油的前期探索研究，論證煤制油品用於航天領域的可行性。從2016年起，正式開始產品研製。」

回想起配方研究階段的經歷，朱成財感慨萬千。煤基太空煤油多達15項指標控制要求難度極大，主要指標之間往往是「按下葫蘆，又起瓢」。他和韓偉、杜宗罡、蘭海平、於君、楊超等同事緊密協作，共同承擔性能理論計算、族組成優化調整、關鍵組分提取、配方試驗研究、生產工藝等工作，著力攻克特性指標偏離等難關。

當年身處配方研製定型一線的韓偉，主要圍繞流阻特性、傳熱和結焦特性、能量特性等開展配方優化工作。後任航潔公司煤基特種油品事業部經理的他，圍繞煤基太空煤油的質量一致性和可靠性、持續開發原料油品備份等工作。產能挖潛提升方面，通過優化生產工藝、加強生產組織、引進先進檢測設備，大幅提升生產效率。

煤基太空煤油研製初期，既有一些「迫不得已」軟肋，還有一些「敢啃骨頭」硬氣。作為120噸級、18噸級液氧煤油發動機主力燃料，石油基太空煤油在新一代運載火箭發射中已充分驗證，保障了空間站建設等一系列航天重大工程任務的順利實施。

「由於石油基太空煤油組成及理化性質特殊，太空煤油原料來源單一的問題遲遲得不到解決。」165所八室主任杜宗罡表示，尋找一種高熱安全、獲取便利的備份能源，一度是個老大難的問題，但關係到大陸國家太空能源安全生命線，硬著頭皮也得上。

杜宗罡的老搭檔蘭海平回憶，在研究論證環節，項目組發現煤直接液化後煤基煤油的族組成及主要性能與石油基太空煤油相近，具備作為發動機主力燃料的基礎。且中國煤制油來源廣泛、資源豐富。開展煤基太空煤油研製工作並推動其工程化應用，是保證航天能源安全、高效、可持續發展的有效解決途徑。

研製工作總是很難一蹴而就。「學化學的都清楚，性能是組成和結構的綜合反映。」令於君印象深刻的是，接到項目時大家都很愁，石油基太空煤油能分析出的物質多達上千種，項目組分工協作，著手分析、歸納石油基太空煤油的組成和性質。

數據，是165所作為試驗所，最核心的「寶藏」之一。兩周多的時間裡，於君統計出2003年到2016年間應用於發動機試車的198批次石油基太空煤油的相關數據，為項目組打開了新的研製思路：從族組成入手結合表觀指標、特性指標分析。在原料油篩選過程中，為了掌握各煤油的性質，楊超等人的足跡遍及全大陸各地。項目組採用關鍵指標仿真計算與實驗結合的方式進行配方研究，先後突破了煤基太空煤油的核心配方、性能調節、配方油提取、復合調制等關鍵技術，成功研製出所有技術指標均滿足國軍標要求的煤基太空煤油。

煤基太空煤油的應用，也同樣在曲折中前進。煤基太空煤油於2017年7月30日首次進行了發動機熱試車，試車結果表明煤基太空煤油和石油基太空煤油性能一致，標誌著煤基太空煤油研製取得初步成功。

沈浸於國家航天能源戰略備份成功的喜悅同時，165所持續開展煤基太空煤油配方中基礎油的多渠道來源工作，繼2017年伊始，與陝煤集團合作繼續開展焦油基煤油用於太空煤油的可行性研究，驗證了焦油基太空煤油作為煤基太空煤油的基礎油，進一步拓寬中國航天能源燃料的供給來源。

「我們早已驗證了煤基太空煤油的性能，但是要想應用於工藝試車、火箭飛行，需要論證煤基太空煤油與石油基太空煤油摻混的特性。」通過實驗室摻混試驗和應用試車，驗證了兩種煤油在發動機試車及靶場發射使用時，可相互摻混、相互代用，提升終端用戶使用便利性。

2021年8月，煤基太空煤油通過院級評審可應用於發動機工藝試車；2022年7月，《煤基太空煤油規範》國軍標正式通過終審。2023年2月，煤基太空煤油正式通過集團公司飛行應用評審。從此，煤基太空煤油擁有國家認可的軍用標準，可應用於所有類型液氧煤油發動機試車任務，手持應用於火箭飛行發射任務的「入門券」。

煤基太空煤油終於迎來應用於長征系列運載火箭飛行的曙光。長征十二號發射使用的兩型發動機研製試驗、工藝試驗均使用煤基太空煤油，截至2024年11月，煤基太空煤油累計完成800餘次發動機點火試驗，總點火時長近14萬秒，各項性能得到充分驗證。

煤基煤油啓新程，海南商發首戰捷！煤基太空煤油應用於長十二首飛成功，也為後續進一步應用於「長征家族」奠定堅實基礎，為保證中國太空能源安全、高效、可持續發展貢獻力量。