“光头”贝索斯到底强不强？蓝色起源“新格伦”火箭运力分析

新格伦火箭

蓝色起源(Blue Origin)是亚马逊旗下的一家商业太空公司，由前世界首富、亚马逊创始人杰夫·贝索斯一手创办。该公司成立于2000年，甚至比埃隆·马斯克创办的Space X还要早两年。

2015年11月，蓝色起源发射的“新谢泼德号”成功实现软着陆，是人类首个发射升空后又完好无损地返回地面的火箭，标志着可重复利用火箭技术迈出了关键一步。

新谢泼德亚轨道火箭

在蓝色起源的火箭“新谢泼德号”发射回收试验成功后仅一个月，马斯克的SpaceX的火箭也顺利完成了同样的事情。目前，两家公司所掌握的火箭回收技术已基本成熟，成功率非常高。

猎鹰9号火箭一级陆地回收

虽然两家公司都将火箭回收复用技术作为旗下运载火箭发展的重要技术路线。但两者的发展速度和侧重方向却有天壤之别。

Space X初期曾经历多次连续失败，在完成旗下第一代运载火箭猎鹰1号的首次入轨发射后，便迅速开始了旗下第二代运载火箭猎鹰9号的研制工作，并在此基础上派生出了重型猎鹰。通过5次重大的版本更迭，使猎鹰9号和重型猎鹰迅速成为了运力强大、安全可靠、发射成本低廉的火箭家族，几乎垄断了现今国际商业航天发射市场。埃隆·马斯克的野心远不止此，其现在正在全力研制旗下第三代运载火箭“超重星舰”发射系统，更是提出了殖民火星的疯狂计划。

反观杰夫·贝索斯的蓝色起源，该公司早期规划更侧重于亚轨道发射，将亚轨道太空旅游作为公司发展和盈利的重点。自公司成立至今甚至没有完成一次轨道级发射。

但随着Space X公司猎鹰系列火箭取得巨大成功带来的震撼，以及美国新一轮载人登月“阿尔忒弥斯”计划中登月舱段向商业航天发射公司招标。蓝色起源公司也提出了新一代轨道级航天发射的火箭——新格伦。

新格伦火箭

新格伦是以美国第一位进入地球近地轨道的宇航员约翰·格伦的名字命名的，是一型支持一级回收复用的重型运载火箭，能够将人和有效载荷定期运送到地球轨道和更远的地方。它的第一级被设计为可以重复使用25次。

新格伦一级包括级间段长度57.5米，储箱直径7米，使用7台BE-4发动机，7台发动机都被收纳在直径8.5米的发动机舱内，BE-4发动机海平面推力245吨，海平面比冲约310s，最大可节流至45%。

新格伦火箭一级发动机布局

BE-4液氧甲烷发动机

BE-4发动机和Space X公司的猛禽系列发动机一样，均是采用液氧甲烷作为燃料，不同的是猛禽系列发动机采用的是更加先进的全流量分级燃烧循环方式，并且拥有更高的燃烧室室压。而BE-4发动机采用的是高压补燃分级燃烧循环，燃烧室室压也要低许多，按蓝色起源官网对此的解释是BE-4发动机从一开始就被设计为高性能架构的中等性能版本。这是一个有意识的设计选择，旨在降低开发风险，同时满足性能、进度和可重复使用要求。借助丰富的硬件方法，多个开发单元和冗余测试台可实现高测试节奏和快速学习。

BE-4液氧甲烷发动机

BE-4液氧甲烷发动机与猛禽发动机参数对比

与猎鹰系列火箭一级使用4个栅格舵来控制下降和着陆期间的姿态调整不同，新格伦一级使用4个前鳍来完成类似的功能。另外新格伦一级尾部还安装有2个边条翼，2个翼状边条可为重复使用的第一级在返回地面期间提供额外的升力和横向航程。这样可以减少一级火箭回收时燃料的消耗，但代价就是海上回收平台要布置在1000Km以外，而猎鹰9号火箭一级回收的距离大多数情况下都在320Km 700 Km左右，重型猎鹰的芯一级海上回收距离可以达到1200Km。

新格伦二级直径7米，不含发动机箭体长度16米，二级的发动机包含在一级的级间段内，二级如含发动机箭体总长20米左右。使用两台真空版BE-3U液氢液氧发动机， BE-3U发动机单台真空推力72吨，比冲不低于440s，最大可节流至88%。

新格伦火箭二级动力BE-3U液氢液氧发动机

新格伦火箭三级动力BE-7液氢液氧发动机

新格伦火箭参数预测

两级构型的新格伦火箭全长95米，起飞重量约1250吨，在一级火箭回收的情况下可以把45吨的有限载荷送入近地LEO轨道，或者把不少于13吨的有限载荷送入地球同步转移GTO轨道。

新格伦火箭二级构型运力预测

新格伦火箭在执行高能量轨道任务时还可以选配第三级火箭，按蓝色起源官网发布的新格伦火箭的信息显示，新格伦三级应该是一级内置于整流罩内的上面级火箭。发动机采用的是单台真空推力4.8吨级BE-7液氢液氧发动机。整体规模和美国的半人马座上面级火箭类似。

新格伦火箭三级构型运力预测

早期规划中新格伦火箭整流罩有5米直径和7米直径两种尺寸，两种直径的整流罩长度皆为20米左右。而在蓝色起源官网最新的介绍中，新格伦火箭整流罩已经只有7米直径一种尺寸，长度21.5米，空重5吨。

运载火箭按近地轨道LEO运力划分, LEO运力低于2吨的称为轻型运载火箭, LEO运力2 20吨的称为中型运载火箭, LEO运力20 50吨的称为大型运载火箭, LEO运力50 100吨的称为重型运载火箭, LEO运力大于100吨的称为超重型运载火箭。

目前全球服役及在研的重型运载火箭主要有新格伦、重型猎鹰和我国的长征十号。其中新格伦和重型猎鹰起飞重量和运力相近，我国在研的长征十号的起飞重量接近2000吨，运力比新格伦和重型猎鹰还要高出一大截。

新格伦/重型猎鹰/长征十号尺寸重量对比

按现有已公开资料分析,新格伦运载火箭的起飞重量比重型猎鹰运载略小,但得益于BE-4液氧甲烷发动机与BE-3U液氢液氧发动机组合比梅林1系列发动机的性能优势等原因, 新格伦运载火箭的运力反而比重型猎鹰运载略大。

重型猎鹰火箭实际运力

重型猎鹰火箭极限理想运力

长征十号二级半构型火箭运力预测

长征十号三级半构型火箭运力预测

新格伦/重型猎鹰/长征十号运力对比

以上数据均为摘录的已公开数据或通过已公开数据进行的推算，推算值可能与真实值存在10%左右的误差，计算得出的数据仅用来描述火箭的大体运力区间，新格伦运载火箭真实运力还得火箭正式服役后才能得出准确的数据。