2024-11-16
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9月11日12時,在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心,北京經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)(也稱“北京亦莊”)企業(yè)藍箭航天空間科技股份有限公司(簡稱“藍箭航天”)自主研發(fā)的朱雀三號VTVL-1試驗箭成功完成10公里級垂直起降返回飛行試驗。此次試驗實現(xiàn)了國內(nèi)首次液體發(fā)動機空中二次點火,標志著中國商業(yè)航天在可重復使用運載火箭技術上取得重大突破。
“本次任務是繼2024年1月圓滿執(zhí)行百米級飛行試驗任務之后,對大型液氧甲烷重復使用火箭垂直起降回收各項關鍵技術的進階驗證,這次試驗為我國將來實現(xiàn)大運力、低成本、高頻次、可重復使用的航天發(fā)射邁出了關鍵性的一步?!彼{箭航天火箭研發(fā)部總經(jīng)理、朱雀三號可復用火箭型號總指揮戴政介紹,此次任務完成了垂直起降返回火箭空中二次點火、跨音速大動壓環(huán)境下“柵格舵-冷氣姿控-發(fā)動機”聯(lián)合制導控制,以及高空風實時風修技術工程化應用等技術驗證。
此次試驗中,朱雀三號VTVL-1試驗箭空中飛行總時間為200.7秒,經(jīng)歷“上升-發(fā)動機關機-無動力滑行-發(fā)動機空中二次起動-軟著陸”過程。其中,起飛后約113秒發(fā)動機第一次關機,關機后火箭繼續(xù)依靠慣性飛行至距地面高度10002米的最高點,為抵消36米/秒的高空橫風干擾,火箭依靠高空風修正、柵格舵和冷氣姿控來穩(wěn)定飛行姿態(tài);經(jīng)過無動力滑行約40秒后,在火箭高度降至4.64千米、速度達到0.8馬赫情況下,發(fā)動機進行空中100%工況二次點火,火箭進入著陸減速段,并通過在線制導控制算法,調(diào)節(jié)發(fā)動機推力和飛行狀態(tài),引導箭體在距離發(fā)射工位約3.2千米的回收場坪實現(xiàn)軟著陸;著陸位置中心點距離回收場坪中心位置1.7米,著陸垂直速度-1.65米/秒,著陸姿態(tài)角偏差為0.3°,各項指標均滿足預期設計,達到國內(nèi)領先水平。
在無動力飛行階段,火箭如何穩(wěn)定姿態(tài)?“我們在火箭上采用高空風修正、柵格舵和冷氣姿控來穩(wěn)定飛行姿態(tài)。著陸減速階段如何調(diào)整方向,找穩(wěn)落點?我們通過在線制導控制算法,調(diào)節(jié)發(fā)動機推力和飛行狀態(tài)……”錨定難題,用技術解決難題,戴政表示,一個個問題在技術攻關中被解開,一個個答案又在這次飛行試驗中被驗證正確。其中,朱雀三號VTVL-1試驗箭采用國內(nèi)推力最大的入軌級液氧甲烷發(fā)動機,首次在國內(nèi)驗證發(fā)動機一次關機后小過載段的推進劑管理技術,重復使用火箭發(fā)動機空中二次起動能力得到驗證;考核垂直返回狀態(tài)下動力系統(tǒng)關鍵動作歷經(jīng)的環(huán)境過程,更加貼近重復使用火箭一子級回收過程的實際工況,朱雀三號可重復使用火箭動力系統(tǒng)關鍵技術得到驗證;重復使用火箭發(fā)動機搖擺+冷氣姿控RCS+柵格舵的聯(lián)合控制方法,以及火箭在高空高速大動壓狀態(tài)下的精準制導與控制算法得到驗證;沿用原執(zhí)行百米級飛行試驗任務的試驗箭,可重復使用能力得到驗證;利用射前24h內(nèi)三次高空風實測數(shù)據(jù),快速開展彈道、制導和控制專業(yè)諸元計算和仿真驗證,射前實時風修正技術方案得到驗證。
據(jù)介紹,此次試驗為將來朱雀三號的首飛及回收奠定了堅實基礎。今年初,朱雀三號已完成方案階段轉(zhuǎn)初樣階段工作,全面開展初樣階段各系統(tǒng)產(chǎn)品研制,計劃于2025年實施首飛,2026年實現(xiàn)一子級回收復用,力爭在未來3年內(nèi)助力中國商業(yè)航天實現(xiàn)大運力低成本可重復使用運載火箭技術的根本性突破。
“感謝北京經(jīng)開區(qū)對我們的支持!”藍箭航天有關負責人表示:“北京經(jīng)開區(qū)一路陪伴企業(yè)成長,持續(xù)提供產(chǎn)業(yè)資源、資金及政策等多層面的支持與服務。據(jù)悉,僅2023年,北京市科委、中關村管委會及北京經(jīng)開區(qū)通過研發(fā)投入補貼、保險貼費、發(fā)射測控費、創(chuàng)新中心建設、重大專項配套等方式給予企業(yè)千萬余元補貼。北京經(jīng)開區(qū)百億政府引導基金的專項子基金產(chǎn)業(yè)升級基金首個項目也投向了藍箭航天。未來,隨著北京市加快商業(yè)航天創(chuàng)新發(fā)展行動方案、北京經(jīng)開區(qū)支持商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干措施的政策的實施,全國首個商業(yè)航天共性科研生產(chǎn)基地項目的投入使用以及藍箭航天在亦莊新城瀛??仗旖謪^(qū)星箭一體化工廠的落地,藍箭航天將持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展,為我國“航天強國”戰(zhàn)略貢獻“亦莊力量”。