朱雀三号遥二运载火箭回收成功 总指挥揭遥一失败原因

撰文: 许祺安
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19日,中国朱雀三号遥二运载火箭于东风商业航天创新试验区成功发射,一级火箭依预定程序完成陆地回收。这是中国首次以“着陆腿”方式成功回收可重复使用运载火箭一级,标志中国火箭回收技术取得重要突破。

朱雀三号遥二火箭成功发射 中国首次实现火箭陆地回收

然而,朱雀三号遥二运载火箭成功的背后,是研制团队汲取朱雀三号遥一失败教训后的精准改进。朱雀三号遥二发射之前,蓝箭航天朱雀三号总指挥戴政披露朱雀三号遥一此前回收失败的原因:着陆点火出现异常燃烧。

基于遥一积累的实测数据,研制团队对遥二火箭进行了一系列针对性优化。(央视新闻)
基于遥一积累的实测数据,研制团队对遥二火箭进行了一系列针对性优化。(央视新闻)

据央视新闻报道,戴政回顾朱雀三号遥一的试验时表示,遥一火箭在回收前全部飞行环节表现达标。一子级返回过程中再入点火正常,高速气动滑行段箭体姿态、栅格舵控制全程稳定,相当一部分回收制导控制技术得到实飞验证。

然而,致命问题发生在最后的着陆阶段。戴政透露:“距离地面3.3公里的时候,我们会做一个急刹车,这时候要点火,叫着陆点火。这次点火实际上点火动作是完成了,火也点起来了。点起来之后出现了异常燃烧,最后坠落在着陆场坪的边缘。”

虽然遥一未能成功实现回收,但作为中国首次轨道级火箭一级回收试验,团队成功采集了返回段的遥测参数,摸清了回收过程中的飞行环境、气动载荷及加热效应,获取了难得的第一手实测数据,为后续的产品改进奠定了关键基础。

二级的真空大喷管面积从遥一的50提高到100。(央视新闻)
遥二基于遥一数据完成优化。(央视新闻)
遥二将焦点放在唯一没有经过实飞考核的着陆支腿上,确保能安全着陆。(央视新闻)

遥二基于遥一数据完成三大优化

基于遥一积累的实测数据,研制团队对遥二火箭进行了一系列针对性优化,大幅提升回收可靠性与整体性能:

1.透过减少着陆点火发动机数量,直接降低系统复杂度,提升回收阶段的飞行可靠性。

2.采用更大扩张比喷管设计,提升了发动机性能和火箭运载能力,二级的真空大喷管面积从遥一的50提高到100,提高二级发动机的比冲,让气流膨胀更充分,提高整个火箭的运载能力。改进后,朱雀三号在一次性使用状态下,450公里倾角50度轨道的运载能力可达14吨。

3.重点验证着陆支腿,由于栅格舵高空再入点火系统已在遥一通过验证,遥二将焦点放在唯一没有经过实飞考核的着陆支腿上,并在地面开展了模拟跌落、展开锁定及可靠性等多项严苛试验,确保着陆支腿能安全着陆。

戴政预计,最开始一子级可能试飞两到三次,到后面逐渐拓展到四到五次,甚至到十次、十次以上。(央视新闻)
朱雀三号一子级包含9台主发动机、不锈钢箭体及全套回收机构,占火箭总成本高达70%至80%。(央视新闻)
朱雀三号的不锈钢箭体、液氧甲烷发动机技术路线均朝着“重复使用”和“降低成本”两个核心目标设计。(央视新闻)

一子级复用目标10次以上

重复使用火箭的关键在于“回收-检修-复用”全流程技术闭环。戴政指出,朱雀三号一子级包含9台主发动机、不锈钢箭体及全套回收机构,占火箭总成本高达70%至80%。高价值一子级的成功回收,能迅速摊薄箭体硬件成本。

目前国内运载火箭行业还没有火箭复用标准、检测流程及零部件更换规范。团队将根据遥二回收后的箭体检测数据,逐步建立复用评估体系。

戴政预计,最开始一子级可能试飞两到三次,到后面逐渐拓展到四到五次,甚至到十次、十次以上。如果复用历程顺利,即使仅复用4至5次,发射成本亦能较一次性火箭能降低一半以上。

戴政表示,朱雀三号自立项起,其不锈钢箭体、液氧甲烷发动机技术路线均朝着“重复使用”和“降低成本”两个核心目标设计,最终目标是把每公斤的发射费用降低到2万元人民币以下,大幅降低进入太空的成本。