煤基航天煤油助“长十二”飞天逐梦

【聚焦新质生产力】

◎本报记者 陆成宽

在人们的传统认知中，煤炭与高科技的航天领域似乎相距甚远。然而，我国自主研发的煤制油技术，让这看似不可能的组合成为现实。

11月30日，长征十二号运载火箭（以下简称“长十二”）在海南商业航天发射场成功首飞。推动“长十二”飞向太空的主动力燃料，就是国家能源集团用煤炭直接转化而来的煤基航天煤油。

煤油作为新一代大火箭发动机的主动力燃料，与传统火箭推进剂相比，具有推力大、绿色环保、储运方便、经济性高等特点。然而，石油基航天煤油却存在资源稀少、来源单一的问题。

“目前我国使用的石油基航天煤油，主要采用环烷基原油炼制而成。环烷基原油储量仅占原油总储量的2%左右，适用于火箭燃料的油源很稀少。”国家能源集团鄂尔多斯煤制油分公司科信部副经理刘永向科技日报记者介绍，煤直接液化油品中环烷烃含量高达85%以上，具有“一大三高四低”（即比重大、高体积热值、高体积比热容、高热安定性、硫含量低、氮含量低、芳烃含量低、凝点低）的显著优势。

因此，煤基航天煤油在能量密度、吸热效果以及稳定性方面表现更为出色，特别适合用作大推力重型运载液体火箭发动机的主动力燃料。

作为全球唯一同时掌握百万吨级煤直接液化和煤间接液化两种煤制油核心技术的骨干能源央企，国家能源集团心系航天梦想、勇挑时代重担，于2013年3月正式立项实施煤基航天领域特种燃料研究与开发工作，开启科技攻关之路。

2014年7月，国家能源集团鄂尔多斯煤制油分公司与航天科技集团航天六院一六五所开始全方位科技合作，加快煤基航天煤油研发和工程应用进程。“我们先后完成煤基航天煤油配方研究、台架试验研究，并通过了实装应用考核，取得了重大成果突破。”刘永说，经过无数次试验与优化，煤基航天煤油终于实现了连续稳定工业化生产，并成功应用于多种型号的液氧/煤油发动机试车中。

在承担本次发射任务前，煤基航天煤油已参与多个型号液氧/煤油火箭发动机热试车800余次。2023年4月2日，煤基航天煤油在我国酒泉卫星发射中心助力天龙二号运载火箭成功发射，顺利将搭载的“爱太空科学号”卫星送入预定轨道，奠定了煤基燃料在航天领域飞行应用的里程碑。

本次“长十二”发射使用的煤基航天煤油在比冲性能、冷却特性、流阻性能、燃烧特性等方面与石油基航天煤油一致，且性能稳定。它以煤炭资源为根基，有效摆脱了我国航天领域长期以来对传统石油资源的过度依赖。

“‘长十二’的成功首飞，是对煤基航天煤油性能与适配性的又一次全面检验。此次发射不仅验证了煤基航天煤油与长征系列火箭发动机的完美匹配，更为我国载人登月工程提供了坚实的燃料保障。”刘永说，煤基航天煤油首次应用于长征系列运载火箭，对煤基特种燃料扩大应用具有里程碑意义，将开启中国航天燃料革新的崭新篇章。