該項目由歐洲航天局主導，已成功驗證適用于阿里安6號運載火箭的無內襯碳纖維復合材料儲罐能夠承受液氫與液氧的極端低溫環境。項目團隊計劃于2026年啟動2米及3.5米規格儲罐的系列測試工作，標志著該技術向實際應用邁出關鍵一步。

圖片來源 | MT Aerospace--PHOEBUS項目團隊在德國奧格斯堡MT航空航天公司廠房內，與自主研發的2米直徑液氫儲罐（左）及全尺寸液氧儲罐（右）合影。

 

歐洲航天局PHOEBUS項目聯合阿麗亞娜集團與MT航空航天公司共同推進，在碳纖維復合材料儲罐研發領域取得重要進展。該項目致力于開發分別用于儲存液氫和液氧的CFRP儲罐以替代傳統金屬儲罐，未來不僅有望應用于阿里安6號運火箭的上面級，還將衍生出工業領域的創新應用。PHOEBUS項目旨在評估采用復合材料儲罐替代傳統金屬儲罐的可行性與潛在優勢。盡管這種輕量化材料有望實現數噸級的減重效果，但該技術路徑此前從未獲得實際應用，且面臨著顯著的技術挑戰。

圖片|PHOEBUS項目為阿麗亞娜6號設計的上面級在軌概念渲染圖。圖中黑色上面級正啟動Vinci發動機，將衛星推送入預定軌道。

 

歐洲航天局阿麗亞娜6號運載火箭的中央核心級采用液氧與液氫作為推進劑。由于這兩種分子特性迥異，PHOEBUS項目合作方需要研發并制造兩種不同類型的儲罐，以分別承受相應的極端環境條件。

 

液氫儲罐里程碑

2025年10月，PHOEBUS項目液氫儲罐在MT航空航天公司奧格斯堡基地進行制造。該儲罐容量達2600升，直徑為2米。

 

氫作為宇宙中最小的分子，在作為阿麗亞娜6號火箭燃料時需冷卻至零下253攝氏度（僅比絕對零度高20度）。通常情況下，碳纖維復合材料及其儲罐極難適應如此超低溫環境——在加壓灌注低溫推進劑時，材料內部易產生微裂紋。

 

面對這些極端條件，PHOEBUS項目團隊已成功攻克多項技術難關，不僅在儲罐設計與概念驗證方面取得突破，更在低溫測量領域實現創新——目前市場上尚無能夠精準檢測零下253攝氏度深低溫環境微泄漏率的現成設備。基于這些突破，團隊成功研制出60升小型示范"瓶式"儲罐，實驗證明即使不帶防護內襯，碳纖維復合材料亦能實現液氫的密閉存儲。

 

目前，項目團隊正基于優化設計方案研制容積達2600升的大型儲罐。這款直徑2米的液氫儲罐將于2026年進行液態氫加注測試。

 

該儲罐壓力容器的制造工作已于2025年9月在MT航空航天公司奧格斯堡工廠啟動，預計將于同年12月完成整體制造。阿麗亞娜集團將主導計劃于2026年4月開展的系列測試任務。

 

測試將全面模擬發射場準備狀態及升空過程中的實際工況，通過多重實驗獲取儲罐在極端環境下的行為數據，重點研究材料微裂紋的初始形成機理與位置分布。布置于儲罐內外部的傳感器網絡將實時采集壓力、溫度與應變數據，所有監測數據不僅在測試過程中實時追蹤，更將在各次測試間歇進行深度比對分析。

液氧儲罐里程碑

MT航空航天公司于奧格斯堡宣布：首臺全尺寸、無內襯碳纖維復合材料液氧儲罐已完成全部生產工作。

 

相較之下，液氧需在零下180攝氏度的低溫環境中儲存，作為一種高活性且具腐蝕性的推進劑，其存儲挑戰尤為特殊。與液氫儲罐研發路徑相似，PHOEBUS項目已通過小型示范"瓶式"儲罐驗證了無防護內襯碳纖維復合材料儲罐應用于液氧存儲的可行性。值得關注的是，繼2019年成功完成2米直徑液氧儲罐演示驗證后，后續系列測試均取得圓滿成功——儲罐未出現任何非計劃性結構解體，這徹底消除了材料與液氧發生危險反應的顧慮。

 

基于現有成果，改進后的儲罐設計方案已升級為3.5米全尺寸概念儲罐。目前該儲罐已進入生產最終階段：在MT航空航天公司奧格斯堡工廠，制造工裝正在有序拆除，質量檢測工作同步開展。得益于PHOEBUS項目積累的技術經驗，首件全尺寸儲罐的制造過程異常順利，預計將于數月后正式完工。

 

該研發計劃隸屬于歐洲航天局"未來運載器預備計劃"（FLPP）框架的重要組成部分。