执宇航天:天才少年团队,对标美国火箭实验室,自研“熯天”TRON-001发动机第一阶段圆满成功
来源:商业航天与复材动态发表时间:2026-02-05 09:32:03浏览量:52
执宇航天核心创始人张子瀚,现就读于香港理工大学航天航空工程专业大三学生,企业技术路线与战略布局的核心决策者,主导企业核心技术攻关方向、统筹产品研发布局,立志打造“全球首个可回收复用的中小型运载火箭”。


执宇航天完全自主研发的“熯天”电动泵压式液氧甲烷发动机,编号TRON-001,于2024年11月立项,近期已完成原型机的各组件及全系统液氮冷试,采集了不同工况下发动机各组件的压降、流量等数据,测试与标定了点火时序。目前发动机部分组件已基于冷试数据进行优化迭代,即将迎来第二阶段试验。

一、技术路线突破:攻克电泵循环液氧甲烷核心难题,抢占行业技术高地
当前全球范围内,仅Rocket Lab公司研发的卢瑟福发动机实现了电泵液体火箭发动机的工程化应用,该发动机采用液氧煤油作为工质,存在煤油燃料结焦积碳的固有缺陷,难以满足可回收火箭长期复用的技术需求。
执宇航天精准把握商业航天行业发展趋势,创新性地将电泵循环技术与清洁高效的液氧甲烷工质相结合,成功攻克液氧甲烷发动机研制过程中的多项世界级技术难题,推动TRON-001发动机成为全球首型有望实现工程化应用的电动泵压式液氧甲烷发动机,实现了该领域技术路线的差异化突破与升级。
液氧甲烷工质虽具备低成本、易制备、清洁无污染的显著优势,但其研制难度远高于液氧煤油发动机:液态甲烷的粘度与密度相对偏低,针对TRON-001这类小推力发动机,在甲烷流量较低的情况下,即便提升转速,仍会出现比转数偏低、叶轮出口流体圆周速度过大导致效率损失严重的问题;同时,推力室夹套内的甲烷在换热过程中会进入超临界态,大幅提升了工程计算与数值仿真的复杂度。执宇航天研发团队深耕电泵循环领域,通过反复的仿真验算与试验验证,已基本攻克上述技术瓶颈,成功实现电泵循环与液氧甲烷工质的高效适配,填补了全球该技术路线的工程应用空白。

此外,TRON-001发动机作为国内首台采用特殊深冷系统冷却电机方案的电泵循环发动机,进一步突破了电泵循环系统深冷冷却、推力室一体化成型等行业核心技术难点,有效解决了深冷环境下电机稳定运行、推力室结构强度与换热效率平衡等关键问题,彰显了执宇航天在核心技术领域的自主创新能力。据悉,执宇航天已于2025年12月完成天使轮融资,为该发动机的后续试验开展与量产落地提供了有力的资金支撑,加速推进技术成果向工程化、产业化转化。
二、核心性能突破:关键指标跻身国际先进,适配多场景任务需求
TRON-001发动机通过优化设计与系统性技术攻关,在推力、比冲、推重比及变推力能力等核心性能指标上实现全面突破,综合性能达到国际先进水平,可灵活适配多轨道航天任务需求。
在推力与比冲性能方面,该发动机海平面最大推力可达3.17吨,比冲为288s;真空最大推力可达3.7吨,优化后比冲提升至347s。相较于卢瑟福发动机(优化版海平面推力为2.5吨),TRON-001发动机的推力性能实现显著提升,比冲指标处于同级别发动机领先水平。该发动机真空推重比高达107,大幅超越同类型发动机,意味着其结构设计更趋轻量化、动力输出更加强劲,可有效提升运载火箭的运载效率,降低火箭整体设计难度与制造成本。

在机动性能与变推力调节能力方面,TRON-001发动机实现双重技术突破:矢量摆动角达到15°,远超初始设计的10°,可精准调节推力方向,为火箭姿态精准控制提供可靠支撑;推力调节范围优化至12%~110%,突破初始设计的17%~115%调节区间,调节范围更宽、控制精度更高,既能满足火箭起飞、入轨等不同飞行阶段的推力需求,也可适配“裂变号”运载火箭多轨道任务的灵活切换,具备极强的任务适配性。
三、制造与仿真技术突破:构建闭环体系,保障发动机可靠性与量产能力
执宇航天依托先进制造技术与数值仿真技术,构建起“设计-仿真-试验-迭代”的完整闭环技术体系,实现发动机研制效率、结构可靠性与量产能力的同步提升,有效打破先进制造技术对发动机研发进程的制约。

数值仿真技术,研发团队精通VOF-SPH粒子追踪、OFSPH粒子追踪等先进数值仿真方法,主导完成发动机喷注器、泵体系统的仿真验算与迭代优化工作,可精准模拟发动机内部流体运动、换热过程及燃烧特性,提前规避设计缺陷,大幅减少物理试验次数,有效缩短研制周期、降低研发成本,为发动机核心组件的优化设计提供了精准的技术支撑,成功解决了超临界态甲烷换热仿真难度大的技术难题;
先进制造技术,掌握推力室SLM增材一体成型技术,并将该技术应用于TRON-001发动机量产制造过程,有效推动发动机结构轻量化升级,同时显著提升结构强度与运行可靠性,解决了传统制造工艺难以实现复杂流道、一体化结构加工的技术瓶颈,实现制造效率与产品质量的双重提升,为发动机规模化生产奠定坚实基础;
试验测试,主导搭建泵体系统试验平台、气膜旋击富燃火炬测试系统,牵头完成TRON-001发动机原型机各组件及全系统液氮冷试、泵体改进等关键试验环节,精准采集不同工况下发动机各组件的压降、流量等核心数据,完成点火时序的测试与标定工作。
TRON-001发动机研制进程高效有序,于2024年9月完成设计研发工作,同年12月通过迭代优化与仿真验算,2025年8月完成制造组装与全系统液氮冷试,11月实现泵体改进,技术成熟度持续提升,目前正处于组件优化迭代与第二阶段试验筹备阶段,研制进度处于同行业领先水平。
TRON-001发动机的系统集成设计充分适配执宇航天自研的“裂变号”(Fission)中小型可复用运载火箭,该火箭一级计划搭载9台海平面版TRON-001发动机,二级搭载1台真空版TRON-001发动机,形成高效协同的动力系统。该动力配置方案可充分发挥TRON-001发动机轻量化、高推重比、清洁可复用的核心优势,助力“裂变号”运载火箭构建低成本、高可靠性的小型运载火箭体系,填补近极轨遥感和通信试验星细分市场空白,推动商业航天发射成本进一步降低。
作为执宇航天核心动力装备研发板块的代表性产品,TRON-001发动机的一系列技术突破,不仅彰显了我国商业航天企业在先进液体火箭发动机领域的自主创新实力,打破了国外在电泵循环发动机领域的技术垄断,更推动我国液氧甲烷发动机研制技术迈向新高度。相较于国内已有的液氧甲烷发动机,TRON-001发动机聚焦小推力、电泵循环技术路线,形成差异化竞争优势,填补了中小型可复用运载火箭动力系统的细分市场空白。
以上相关图源来源于执宇航天
关键词: 电动泵压式 液氧甲烷发动机 TRON-001 “熯天”
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