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火箭發射并回收技術

生活 更新时间:2024-10-06 05:19:41

【文/觀察者網史雨軒】

“在可回收火箭的路上,相信我們一定會創造更多屬于中國的裡程碑。”翎客航天CEO胡振宇表示。

此前在2019年3月27日下午4時許,該火箭企業(LinkSpace)公裡級可回收火箭“新航線小寶貝”(NewLine Baby,工程代号RLV-T5)在無系留保護的情況下,起飛至20米高度,實現懸停動作,飛行總共持續35秒,并平穩着陸在回收試驗場中心區域。

胡振宇稱,該型火箭首次在強外幹擾狀态下,完成自由狀态下低空飛行高精度回收,标志着“中國首個可回收火箭”試驗成功。

觀察者網注意到,最近兩年,中國民營航天企業嶄露頭角,包括長光衛星、零壹空間(OneSpace)、藍箭航天(LandSpace)等。

盡管零壹空間、藍箭航天發射先後失敗,但航天專家黃志澄表示,我國民營航天企業目前正處于初步階段,要對他們有較大的包容心。

火箭發射并回收技術(第3家民營火箭首次實現懸停回收)1

(圖源:微博@翎客航天)

“數月後進行高空飛行

2日,胡振宇在微博中補充道,此次試驗,火箭首次在平均5級(瞬時6-7級)側風的強外幹擾下自由飛行,并實現了優于40cm的着陸精度。

他同時披露,高空飛行将在數月後進行。

據“快科技”2日報道,“新航線小寶貝”全箭高度8.1米,起飛質量1.5噸,動力系統采用5台可變推力的液體火箭發動機并聯組成。

該箭總體構型、着陸機構等部分核心技術,以及控制算法框架及試驗研制流程,可繼承至翎客航天首型商業運載火箭“新航線一号”(NewLine-1)。

火箭發射并回收技術(第3家民營火箭首次實現懸停回收)2

(圖源:微博@胡振宇)

“繼SpaceX、藍色起源之後第三”

早在1月8日,翎客航天便刊文稱,第5代可回收火箭驗證機“新航線小寶貝”,在山東龍口火箭基地成功完成系留保護下的懸停飛行試驗,取得研制過程中最重要的突破。

文章介紹,定點懸停是火箭回收至關重要的環節,嫦娥落月的最後階段采用了類似技術。它代表發動機矢量推力的能力、快速深度調節的能力、導航控制算法的魯棒性、全箭各系統的高可靠性等。

本次試驗的“新航線小寶貝”火箭定高和定位精度達到±0.05米,飛行彈道和控制精度均符合預期,試驗取得圓滿成功。

翎客航天認為,研發“新航線小寶貝”火箭驗證機,讓其實現重要突破。

項目從内部立項開始,經過設計、制造、總裝、靜态點火、地面試車等,到懸停飛行試驗成功,僅用8個月時間。

“新航線小寶貝”的研發,使該團隊一躍成為目前世界排名第三的可回收火箭研制團隊,前兩名分别為太空探索公司(SpaceX,包括蚱蜢驗證火箭、獵鷹9号及獵鷹重型)和藍色起源(Blue Origin,包括新謝潑德号火箭)。

火箭發射并回收技術(第3家民營火箭首次實現懸停回收)3

2019年1月,在系留保護下的首次懸停試驗(圖源:微煙台)

發射成本降低80%以上

此外,上述文章透露,翎客航天或許(原文稱“可能”)是世界上第一個在飛行的火箭上采用神經網絡控制算法的團隊,并取得了極佳控制效果。

該算法對火箭各系統參數偏差、振動環境、推進劑晃動等情況有極強的魯棒性(控制系統在一定參數攝動下,維持其它某些性能的特性),相關内容已以學術論文形式在《航空學報》發表。

“新航線小寶貝”的動力系統,也為未來運載火箭動力冗餘方案設計,提供了重要基礎。

該方案采用多台發動機并聯,已通過飛行驗證,在某一台發動機關機的惡劣情況下,火箭仍可以保持穩定,充分驗證了全箭的控制能力與容錯能力。

另據航天愛好者網介紹,除了這次實驗的“新航線小寶貝”,亞軌道可回收火箭(工程代号RLV-T6)研制工作已經啟動,預計2019年年底完成全火箭總裝工作,公開亮相。

亞軌道可回收火箭面向科研、軍用、商用領域提供靈活可靠的發射服務,可将傳統的亞軌道固體探空火箭發射成本降低至五分之一以下,未來火箭回收技術成熟後,還将進一步開拓太空旅遊等新興市場需求。

同時,針對微小衛星發射,具備回收能力的小型商業運載火箭“新航線一号”的研制也在推進,計劃2020年完成首飛。新航線一号全箭總長23.8米,最大外徑1.8米,起飛重量42噸,有效載荷200千克,軌道高度500千米(SSO)。

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可重複使用的小型商業運載火箭新航線一号概念圖(New Line-1)(圖源:翎客航天)

“不用争名義上的第一第二”

此前,我國首發和次發民營火箭都宣告發射失敗。

2018年10月27日,藍箭航天的“朱雀·南太湖号”自酒泉衛星發射中心發射,一二級分離成功,整流罩分離成功,但由于三級在飛行過程中出現異常,衛星未能入軌。

藍箭航天CEO張昌武認為,作為中國民營運載火箭首發,這樣的結果已經不容易,此次發射已經達到了關鍵技術驗證的目标。

上海交通大學航空航天學院常務副院長吳樹範評價稱:“藍箭航天畢竟是一個剛成立三年的新公司,雖然最後發射不理想,但現在回過頭來看,‘朱雀一号’的發射還是基本成功的,它走完了80%以上的路。”

5個月後,2019年3月27日,零壹空間在酒泉衛星發射中心,利用OS-M固體運載火箭将靈鵲一号B星發射升空,但随後失去控制,發射任務遺憾告敗。

針對運載火箭發射失利一事,零壹空間4月1日在微信公衆号上發文回應稱,經過數據判讀和分析,目前初步确定原因是箭上速率陀螺在火箭飛行45.68秒後出現故障,導緻火箭姿态發散。

環球網援引航天專家黃志澄觀點稱,這是一次嘗試,一個民營火箭公司處于起步階段,兩三年時間的發展能有這樣成績就已經很不錯了。國内民營火箭企業要沉住氣,按照中國航天火箭發展的規律去做,“不要急于求成,不用去争名義上誰是第一誰是第二”

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零壹空間OS-M運載火箭(圖源:零壹空間)

本文系觀察者網獨家稿件,未經授權,不得轉載。

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