揭秘长征五号遥三运载火箭的动力系统

新华社西安12月28日电题:为“冰箭”造芯 到底难在何处——揭秘长征五号遥三运载火箭的动力系统

12月27日20时45分,长征五号遥三运载火箭在海南文昌发射场腾跃九天。其全部动力系统由总部位于西安的中国航天科技集团有限公司第六研究院提供。

为“胖五”特别定制的辅助动力系统包括18台姿控发动机以及配套的气瓶、阀门、管路和贮箱。它们就装配在火箭二级氧箱尾部,负责火箭二级发动机滑行阶段的推进剂沉底管理、姿态控制和星箭分离前的末速修正。

具体来看,2017年这10家企业共发生16次融资获得53.32亿美元,平均每次融资额为3.3亿美元;2018年则为15次融资,总额达69.66亿美元,平均每次融资额为4.6亿美元。也是在这两年里,宝能、格力、恒大等不同行业的公司,也宣布要新能源造车。

蔚来汽车的创始人李斌,16天里三次在公开场合回应自己“没有那么惨”,同期却又被美国金融咨询机构伯恩斯坦指出,资金或已经耗尽。理想汽车的首款车准备交付,但第三次被列为被执行人。和贾跃亭捆绑在一起的FF91又一次宣布开启融资,且计划2020年IPO。12月6日,破产重组仍不成功的贾跃亭称要考虑回国量产FF91。

“36氪”报道也称,今年6月底,拜腾也开启了首个、涉及近百人的裁员计划,同时包括CFO、市场VP、数字技术部门VP等高管也相继离职。被裁员的理由是“公司现在没钱了”。

拜腾汽车的C轮融资计划在2018年10月启动,原定在今年年中完成融资,并于年底实现量产。但进入2019年后,“资本市场风向转换的速度完全出乎意料。”拜腾CEO戴雷接受“36氪”采访时说。截至12月8日发稿,拜腾的C轮融资还在继续,且首款车M-Byte的量产计划推迟到2020年中——比原计划晚了半年。

罗毅对于拜腾汽车融资进展缓慢并没有感到诧异。“现在投资人更谨慎了,起码得把车造出来才有说服力。”他对投中网如是说。

“烧钱太快了,”墨柯告诉投中网,蔚来总体表现还可以,也是造车“新势力”的一个标杆。因此它上市之后的整体表现,显然也对其他造车新企业的融资有影响。

今年年内 42亿美元买了造车上下游企业,400亿美元在广州和沈阳投资建生产基地。但这还不够,11月恒大宣布,未来三年还将在造车上继续投入64亿美元(450亿元人民币)。

与此同时,2019年中国新能源汽车市场变化并不利于造车新企业。

据介绍,宁波市在建设体育公园过程中,重点聚焦公园的健身功能,去繁就简,从群众需求出发定位体育公园功能,科学布局,合理配置体育项目、健身设施,因地制宜安排体育场地。鄞州区云龙镇根据当地体育传统,建成了龙舟看台;象山县根据群众需要,修建了游泳池。各地体育公园多数建有足球场。

2014年10月,蔚来在上海成立,至今在一二级市场已募资超过61亿美元。但截至今年二季度,蔚来已累计亏损达57亿美元——特斯拉花了15年“才”亏损超过50亿美元。蔚来只用了不到5年。

两家公司20多名青年员工,每周3次,每次两个小时,在浙江省宁波市北仑青年体育公园足球场上,尽情奔跑、踢球、射门。

2025年可能是汽车行业关键的一年。从一年开始,将有多国或城市全面淘汰燃油车,进入新能源汽车的阶段。

为“胖五”减负增力,液氢液氧推进剂功不可没,但它们极低的温度也给研制人员带来挑战。

从这一点足以见得,在“胖五”身上,每一处细节都值得深究,都体现着发动机研制人员的“工匠精神”。

体育场地的数量和质量直接关系着体育活动开展的广度和深度,关系着人民的健康水平和生活质量,是衡量体育事业和社会经济发展的重要标尺。2019年9月,国务院办公厅印发《体育强国建设纲要》明确提出:“到2035年,全国人均体育场地面积达到2.5平方米。”

除此之外,特斯拉中国制造在提速,它先后获得上海官方的资金和土地支持,又在近期拿下了生产和销售的“双资质”。不过,由于特斯拉主打车型与大部分造车新企业的不同,也有投资人表示特斯拉更大的功能在于做大了整个新能源汽车市场的蛋糕。

今年3月和8月,蔚来在海内外业务经历了两轮公开裁员。据投中网了解,第一批裁员有一部分研发岗,第二批主要是营销、人力、行政等职能岗。且今年以来,蔚来基本上已停止招人。在9月第二季度财报会议中,时任蔚来CFO谢东萤还表示,年底前将继续裁员。

这些发动机有多大,形象地说,300N、150N和60N发动机就分别像1000ml、500ml和300ml容量的水杯大小,成人用单手就能抓住。小而巧的它们,也承受着严苛的工作环境。在火箭飞行时,有大发动机工作带来的强烈振动,有火箭级间分离时带来的冲击,还要承受液氢液氧的低温环境和膨胀循环发动机工作时的热流环境。

投中网发现,在互联网上最热闹的10家造车新企业,2013年至今在一级和二级市场拿到了197.8亿美元。其中融资规模、频次最高在2017-2018年两年期间达到了顶峰。

包括中国在内,2018年已有9个国家十几个城市制定了逐步淘汰传统汽油动力汽车的详细计划。中国要求到2025年新能源汽车销量占比从现在不到5%提升至25%。挪威表示 2025 年是个电动车全面代替燃油车的的节点,法国和英国分别认为 2040 年和 2050 年可以全面淘汰燃油汽车。

目前,该市每年培训各级各类社会体育指导员4000余人,开展“一人一技”等健身公益培训3.8万余人次,每年组织全民健身系列活动6000余场,参与体育赛事(活动)群众超过200万人次,经常参加体育锻炼人数达41.9%。全市现有民政部门登记注册的体育类社会组织496个,基层备案登记的基层体育组织1744个。不少群众在自然环境优越的体育公园进行运动健身,既能感受锻炼身体带来的活力,又能享受大自然的魅力,幸福感明显增强。

在星箭分离前,负责沉底管理的4台300N发动机还会为火箭再次加速,让卫星与箭体分离时具备一个合适的初始速度,以便后续精准入轨。

“这是今年新能源汽车最大的变化。”工信部旗下的汽车产业专家智库专家张翔告诉投中网。他认为,2019年汽车行业的变化,产业将面临升级,这也意味着洗牌开始了。

先是整体汽车市场环境的变化——2018年中国汽车销量28年来首次下滑,而2019年的销量仍在减少。随后,在3月26日工信部宣布提高新能源补贴门槛:不同续航里程档的汽车补贴减少67%至100%,地方补贴则全部取消。

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到2018年年底,宁波市人均体育场地面积为2.29平方米,略高于同期全省人均体育场地面积水平。同期,全国人均体育场地面积为1.8平方米。宁波市体育局党组成员、市体育总会专职副主席任乐波说,随着人民群众对体育健身场地的需求不断增长,该市连续多年把群众身边体育设施建设纳入市政府民生实事项目,探索在公园绿地内配置体育健身设施,推行“公园+体育”模式,增加和改善群众身边体育健身设施,解决“群众去哪儿健身”的难题。

在“胖五”发射时,作为助推发动机的8台120吨级液氧煤油发动机和芯一级动力的2台50吨级氢氧发动机几乎同时点火,橘色火焰从火箭尾部喷出,“胖五”身着夺目的“燕尾服”一跃而上,场面十分壮观。

12月5日晚“36氪”报道称,拜腾汽车C轮融资引入薪资方日本商社丸红。该报道还称,拜腾汽车的这轮目标为5亿美元的融资还没有结束,仍在进展过程中。

在此之际,通用、戴姆勒、宝马、奥迪等传统车企相继裁员,目的是缩减支出,在未来几年内全面转型电动化。而且,特斯拉中国工厂的量产在提速。中国的造车新企业将面临的是,一群强劲的竞争对手。

对体育公园的维护与使用,宁波市在传统的区县乡镇属地管理模式之外,让健身群众成为管理者、参与者,探索实现“群众的组织群众干,群众的活动自己办,群众的矛盾内部谈,群众的设施合力管”的社会自治体育模式,共建共管共享共治。

“目前看到的销量数字不够多,不是因为销售不好,是因为没产那么多。我们是按需生产,现在定车起码要等1个月,展车都卖空了。”李斌12月7日在一场公开活动上如是解释蔚来汽车的销量。

墨柯告诉投中网,相对于传统车企,造车新势力的缺点是产品制造能力、对车的基本功能的理解能力差一点,优点是对车的智能化、网联化的理解能力强一些。“要与传统车企PK的话,需要扬长避短。”他表示,目前对市场需求的把握方面,造车新势力其实是要相对强一些。但扬长避短的前提是,它们能获得足够的资金。

2019年全球汽车市场延续去年情况,销量继续下跌。中国连续十年的新能源汽车补贴在2019年大幅度退坡,直至取消。这或直接导致了新能源市场销量自7月以来连续四个月下跌——10月同比降幅进一步扩大至45.65%。老牌系能源汽车车企奇瑞、上汽通用、比亚迪等自己补贴保持售价不变,以维持销量。

蔚来在近期公布的交付数据,ES8和ES6两款车1-11月交付了17395辆车——距离其原本年度交付目标4-5万辆汽车,相差了两倍有余。

“车市总体下滑,补贴大幅调减导致新能源汽车售价的相对提升。这对造车新势力的影响肯定比较大。”墨柯告诉投中网。他进一步表示,今年新能源汽车行业变化最大的是产品开发思维在由政策导向转向市场驱动。

但进入2019年后,市场变了。

氢氧发动机:“极冻”条件“造芯”

新能源汽车产业有机会,资本市场资金充足。从2014年开始,游侠、乐视汽车 、蔚来、威马、拜腾、小鹏、奇点等涌现。而在现行的新能源汽车市场份额里,特斯拉占了大头,但它卖得最好Model 3是四门轿车,价格30万元左右,续航里程达400公里。在中国,SUV是最畅销的车型,每年占据全国汽车销量1/3份额。而特斯拉的SUV款ModelX则卖得比宝马X5还贵。这给了新公司机会。

这些小小的发动机,工作时间累计2000秒,工作累计数百次,像一个个“热血青年”,为火箭飞行保驾护航。如此,才有了火箭精准细微的姿态变化。

从2010年开始,中国有意识地通过补贴扶持新能源汽车。2015年中国变成了全球最大的新能源汽车市场。即使这样,新能源汽车的销量仍只占中国汽车总销量的不到5%。

2019年即将过去,中国的造车新企业们迫在眉睫。

除了像恒大这种自有办法筹钱造车——一年花42亿美元买上下游造车,量产交付还没开始,又继续要三年内投入64亿美元。其他如奇点、游侠、前途等一众被叫做造车“新势力”的车企,多数量产跳票、估值缩水,在2019年都同样面临着资金不足的问题。

资本市场对新造车信心不振,或许与蔚来的表现有关。2018年9月,仅成立4年的蔚来上市,成了第一家上市的造车新企业。但随后,蔚来股价一路下跌,今年年内跌了近70%。美国商业媒体Quartz称,蔚来的表现,或许让市场意识到,造车“新势力”并非利润制造者,而是钱坑。

氢氧发动机的研制队伍通过研制更先进的测量方法、分辨率更高的振动分析软件和试后产品检测方法,通过采取有效措施,有效消除了发动机的隐患。

传统车企全面转型电气化提上日程,他们在生产制造和销售渠道的先天优势,这“对造车‘新势力’是雪上加霜。”张翔说。

液氧煤油发动机:细节之处有“看点”

在决赛中,小雷耶斯打进4球,帮助皇马U12梯队5-3逆转击败塞维利亚,成功夺冠。整个系列赛,小雷耶斯在6场比赛打进9球。

虽然目前大部分还处于提议阶段,但由政府牵头,以及从投资规模看,车厂相信新能源汽车的趋势不可避免。根据《汽车之家》报道,沃尔沃2017年给出了2019年停产停售传统燃油车型,戴姆勒宣布2022年停产停售旗下全部传统燃油车,大众则宣布最迟2030年前彻底停售传统燃油车。而长安、北汽、海马等中国汽车品牌则选择2025年停售传统燃油车。

航天六院11所(京)主推进发动机设计部主任郑大勇说,氢氧发动机要经受“冰火两重天”的巨大考验。液氢温度可低至-253℃,而液氢和液氧燃烧时的温度高达3300℃。

《财新周刊》援引国家工信部2014年统计数据显示,中国共有118个汽车品牌,超过50家汽车企业。最热闹的时候,它们被称为“造车新势力”。而它们都有一个相同的特点,在汽车还没造出来之前,通过互联网营销广为人知,宣称区别于传统车企,以多对一的服务形成差异化。由于汽车不见下线,但活跃于互联网,它们同时也被称作“互联网汽车”。

被昵称为“胖五”的长征五号运载火箭,还有一个特别的名字——“冰箭”,因为它的芯一级动力配备的是氢氧发动机,以超低温的液氢、液氧作为燃料。

罗毅告诉投中网,新车测试和生产线调试是需要时间,没法加快,“他们(造车新企业)之前低估了困难。”

在长征五号遥三运载火箭上,共有30台来自航天六院的四型发动机,分别是8台120吨级液氧煤油发动机、2台50吨级氢氧发动机、2台9吨级膨胀循环发动机和18台姿控发动机。

这是否意味着,蔚来的汽车在市场的需求量可能并不大?同理,造车“新势力”们又能占市场多少需求?

“造车‘新势力’的浪潮快退了,马上能知道谁在裸泳。”罗毅(应采访要求为化名)告诉投中网。他供职于北京一家知名母基金公司,该公司参与投资了一知名车企。

因为太空中没有重力,火箭箱体中的液氢和液氧是以悬浮状态存在。为了让液氢和液氧贴合在火箭箱体底部,进而可靠实现膨胀循环氢氧发动机的二次起动,就需要被技术人员叫作“大沉底”“小沉底”的4台300N发动机和2台60N发动机来发挥作用。

而还没拿到土地建厂的企业,也在努力寻求合作中。游戏运营商第九城投资法拉第未来的条件里,其中一条是法拉第未来要提供一块土地建厂以及获得地方政府的资助。今年,蔚来在与国资委亦庄国投和湖州政府的合作洽谈中,也包括了土地建厂和资助。

辅助动力系统:低温下的“热血青年”

在过去的两周里,戴姆勒、宝马、奔驰和奥迪宣布裁员近3万人。促使它们这么做的目的在于,全面节约成本,转型电动化。以奥迪为例,计划到2025年裁员9500人,占员工总数的10.6%。这一计划将为奥迪在未来10年里节省省60亿欧元,从而支持企业加快向电气化和数字化转型。

看似“财大气粗”,但这不能代表恒大一定能成功造车。造车还需要技术积累。张翔认为恒大购买的零部件公司为整车做贡献,至少要两三年才能完成,“就像搭乐高,但现在恒大买的公司——乐高的形状不一样,需要研发,要开发时间,才能把所有的零件装起来。”

而除了资金,以及新能源汽车市场的变化,已经交付的三家“新势力”企业,还将面对的是,属于它们的市场到底有多大?

造车需要多少钱?2019年恒大给了一个参考:506亿美元。

受此影响,中国新能源汽车销量从7月至今已连续四个月同比减少,10月降幅扩大至45.65%,几近腰斩。中汽协秘书长助理陈士华11月接受《21 世纪经济报道》采访时甚至认为,今年新能源车销量将首次年度负增长。

“纷纷推迟计划,还是缺钱导致。”真锂研究首席分析师墨柯告诉投中网。

投中网接触的投资人或汽车行业分析师表达相同的观点:2019年市场上整体缺钱,对造车“新势力”,尤其是还没有产品上市的企业,融资会越来越难。

宁波市规定,新建、改建公园绿地应按项目占地面积不低于5%的要求配建体育设施,与绿地相融合,并预留运动缓冲区域,配置相应的安全设施,鼓励在有条件的区域设置小型场馆及运动船艇码头等。

今年6月,前皇马、塞维利亚球星雷耶斯因为车祸身亡之后,皇马签下了小雷耶斯,此外皇马主席弗洛伦蒂诺承诺将他抚养到成年。(亚瑟)

拜腾并不是唯一一家推迟量产计划的造车新企业。投中网统计了造车“新势力”中最负盛名的10家企业,发现除了威马、理想汽车勉强在承诺的时间内实现量产交付,其余8家几乎都难以如期实现量产交付。最早成立、且最早宣布要在2017年量产交付的游侠汽车,目前首款车仍没有交付时间表。

巨大的温差对氢氧发动机的制造材料、加工和装配都提出更高要求。除此之外,轴承、燃烧不稳定性、氧涡轮等多种问题也是研制中的难点。

尽管李斌在公开场合三次反驳蔚来的持续亏损不应该被定义为“惨”,因为是把钱花在研发和用户服务商,“是长期投资,这是一种常识。”但这个“长期投资”,目前既看不到尽头,而且需要很多钱。

实际上,多数造车“新势力”都在寻求地方政府的资助和拿下土地自建工厂。在汽车还没造出来之前,获得一定的固有资产。投中网根据公开资料不完全统计,目前大部分造车“新势力”均在不同阶段获得地方政府合作,拿到了相关地块计划自建整车厂。

投中网统计的10家造车新企业中,小鹏、奇点、蔚来、威马等7家企业主要车型为SUV电动车,其中一半以上公布的补贴价格控制在30万元左右,续航里程在300公里以上。

得益于汽车产业链高度分工、驾乘体验趋近、几乎没有行业行政管制,以及高额补贴(过去十年补贴达2100亿元),这些并存的条件一度让许多国内创业者幻想能靠电动车快速做成新的汽车品牌。但2019年的变化,或许证明了并非如此。

姿态控制就是火箭的俯仰、偏航和滚转,前两个动作分别由4台300N发动机完成,滚转则由4台150N发动机完成。

其实,在120吨级液氧煤油发动机起动之前,还有一个非常关键的环节,这个环节被设计人员简称为“强吹”,就是在即将点火前向发动机燃烧室“强制”吹入高压氮气,这种氮气可以改善最先点火燃烧的组件的工作条件,让发动机点火时压力等关键参数稳步上升,实现点火瞬间的“快且柔”。就像短跑运动员,在发令枪打响的一瞬间,能迅速冲出起跑线但不至于太过生硬而摔倒。

截至今年12月下旬,宁波市采用“体育+公园”模式,在海曙区古林镇、镇海区朝阳村、鄞州区云龙镇、奉化区方门村、余姚市泗门镇、慈溪市观海卫、宁海县桥头胡、象山县墙头镇等地新建了10个体育公园,面积36.22万平方米,总投资约2.4885亿元。每个体育公园至少有4块场地,可开展的体育项目不少于3项。

比如游侠汽车和奇点汽车。据《每日经济新闻》8月报道,或因资金短缺,游侠汽车位于湖州的工厂已停摆半年。今年4月“汽车之家”报道称,奇点汽车位于安徽铜陵、湖南株洲、江苏苏州三地工厂无一建成,且于去年年底发不出工资。

作为北仑区的黄金地段,这一带原规划是用于开发房地产的。根据宁波市体育公园的建设规划和部署,北仑区调整规划,在这里建成了青年体育公园,共有11块塑胶篮球场地、3块5人制足球场地、1块8人制足球场地以及休闲广场、一条环形跑道,充分满足周边群众就近健身的需求。每逢周末,各个球场上活跃着不少前来运动或健身的市民。

11月,奔驰、福特、雷克斯、丰田、本田等传统车企纷纷推出首款纯电动 SUV——也即是多数中国造车新企业的主要车型。“今年觉得传统厂家的决心更坚定了,产品路线更明确。传统厂家能抗住,未来的大头我相信还会是他们。‘新势力’的话还得看产品力。”罗毅告诉投中网。

同不为资金过度烦恼的戴森2016年启动造车项目,计划投入33亿美元,同时挖来了英菲尼迪、阿斯顿马丁、捷豹路虎等车企高管。但三年过去了,今年10月戴森宣布放弃。因“生产汽车更为复杂,尽管在整个开发过程中都进行了艰苦的努力,但我们再也看不到使它具有商业可行性的方法了。”戴森公司创始人詹姆斯·戴森说。同样,宝能2016年进入造车领域至今,不完全统计投入超过44亿美元,至今还未见汽车量产(最早到2021年才能量产)。

新能源汽车补贴大幅退坡,市场销量连续下滑

资本市场风向转换,“新势力”们普遍缺钱

传统车企全面电气化,强劲竞争对手袭来

以往常规火箭装配,细小的头发丝被称为多余物,而对“胖五”而言,装配人员在舱体呼出的二氧化碳都被视作多余物。如果不及时进行气体置换,二氧化碳会在低温状态下冻结成固态,成为看得见摸得着的多余物。

而小鹏汽车的创始人何小鹏在广州车展上表示,如果小鹏汽车月交付一万辆车可以实现盈亏平衡。但在小鹏汽车交付以来的10个月里,累计的交付量也不足1.2万辆。同样,威马汽车在今年前10个月内,其EX5累计交付量约为1.4万辆。

变化对造车新企业的影响来得很快。

航天六院科研生产计划部部长王愿宁说,“胖五”动力有多大,发动机研制任务就有多难,研制中面临的挑战就有多大。每一个液体动力研制团队各有各难,各出奇招。最终,他们又带着精心雕琢的发动机产品,汇聚在海南文昌发射场,合力推举“胖五”升空。

它们还需要钱继续造车。还没有量产造车新企业需要资金,已经交付的需要投入生产新的车型——蔚来或将在今年年底推出轿车ET7,小鹏汽车也在近期推出了轿跑车型P7,威马汽车也将在2021年推出轿车款。

如果把常规火箭和“胖五”比作两辆车,在携带同样的行李行驶同样的路程时,前者自重需要1000吨,而后者自重只要约600吨。走相同的路,做相同的事,只需要原来一半的干粮。因此“胖五”的有效载荷,即运载卫星的能力明显增强。

针对群众身边体育设施建设涉及部门多、环节多的特点,该市还建立体育、规划、住建等多部门联动和设计、施工、管理全流程协同机制,充分利用废旧厂房、违章建筑拆后地块,通过边角绿化带铺设、拓展高架桥下空间等方式,盘活社会存量体育资源。宁波江北区机场北路体育公园原本为零散绿化带及拆迁闲置土地,如今这里建成了3块篮球场地、1块笼式足球场地、4块网球场地和3.6公里长的塑胶健身步道。

今年以来,蔚来多次寻求新的融资仍未有结果,上市之后的两次发债也是老股东——腾讯、高瓴资本和李斌本人认购。这或者是一个令人担忧的迹象,表明其他投资者也许对蔚来并没有信心。

“以前(企业)只要满足补贴政策的技术要求就可以了,但现在要认真研究市场需求,开发满足消费者欲望的产品。”墨柯说。因为,在纯电动车的销售市场里,传统车企也来了。

张翔表示,造车新企业不像成熟的车企,有多元化业务经营,有工厂有资产可通过金融工具获得更多资金。他说,没有足够的资金,“新势力们”这个冬天很难熬。

造车需要很多钱,也需要技术积累

投中网根据公开数据统计,蔚来、小鹏和威马汽车三家公司今年前10个月累计交付量加起来不足4.1万辆,仅占中国新能源汽车整体销量的4.3%。

而2015年前后,国家鼓励双创、私募和创投基金发展。包括早期投资、风险投资(VC)、私募(PE)在内的中国股权投资基金募资疯狂增长。普华永道的一份研究报告显示,2016年人民币基金募集资金占总规模75%以上。2017年占比更高、达到86.5%。

投中网也发现,最热闹的10家造车新公司在2019年的融资速度放缓,规模有所下降。具体来看,截至12月9日发稿,10家公司共发生12次融资,融资规模为34.5亿美元,平均每次融资额2.9亿美元。

“新电动车企们面对的是一个每年3000万台的大市场。”2018年4月,奇点汽车CEO沈海寅和威马汽车CEO沈晖在北京车展对媒体发表了相同的观点。3000万指的是中国汽车的销量,2018年全年这一数据为2808万,其中新能源汽车销量125.6万,同比增长61.7%——已经连续三年呈两位数增长速度。