我國(guó)重復(fù)使用運(yùn)載火箭首次10公里級(jí)垂直起降飛行試驗(yàn)圓滿完成

　　

 

　　試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng) 本文圖片除署名外均由中國(guó)航天科技集團(tuán)提供

　　2024年6月23日，我國(guó)重復(fù)使用運(yùn)載火箭首次10公里級(jí)垂直起降飛行試驗(yàn)圓滿成功，火箭由中國(guó)航天科技集團(tuán)八院(又稱上海航天技術(shù)研究院)抓總研制。

　　下午1時(shí)許，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，3.8米直徑的重復(fù)使用運(yùn)載火箭新技術(shù)驗(yàn)證箭豎立在場(chǎng)坪發(fā)射臺(tái)上，3臺(tái)變推液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，噴出藍(lán)色尾焰，箭體上升至約12公里高度，中心發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)推力，火箭受控下降，在距離地面50米處，四條著陸腿展開(kāi)，隨后火箭緩速下降，高度趨近于零，穩(wěn)穩(wěn)落在回收?qǐng)銎海瑢?shí)現(xiàn)定點(diǎn)垂直軟著陸。

　　

 

　　吊裝現(xiàn)場(chǎng)

　　本次試驗(yàn)是目前國(guó)內(nèi)重復(fù)使用運(yùn)載火箭最大規(guī)模的垂直起降飛行試驗(yàn)，也是國(guó)內(nèi)自主研制的深度變推液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)在10公里級(jí)返回飛行中的首次應(yīng)用。液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)為火箭提供動(dòng)力，低溫的液氧、甲烷推進(jìn)劑在充分燃燒后只產(chǎn)生水和二氧化碳，不僅清潔環(huán)保，還沒(méi)有結(jié)焦積碳問(wèn)題，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)的重復(fù)使用。同時(shí)甲烷制取成本較低，適應(yīng)火箭商業(yè)化發(fā)展方向。

　　

 

　　巍巍矗立

　　試驗(yàn)全程用時(shí)6分鐘左右，火箭經(jīng)歷了加速上升、減速上升、加速下降、減速下降、緩速下降五個(gè)階段，實(shí)現(xiàn)“起得來(lái)、控得準(zhǔn)、展得開(kāi)、落得穩(wěn)”。

　　試驗(yàn)全面驗(yàn)證了3.8米直徑箭體結(jié)構(gòu)、大承載著陸緩沖技術(shù)、大推力強(qiáng)變推可復(fù)用發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、雙低溫增壓輸送技術(shù)、返回著陸的高精度導(dǎo)航制導(dǎo)控制技術(shù)及健康監(jiān)測(cè)技術(shù)，為2025年如期實(shí)現(xiàn)4米級(jí)重復(fù)使用運(yùn)載火箭首飛奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

　　其中，大承載著陸緩沖系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)首次“飛行鎖定、空中展開(kāi)、觸地吸能”技術(shù)驗(yàn)證。大推力強(qiáng)變推可復(fù)用動(dòng)力系統(tǒng)首次成功驗(yàn)證了多機(jī)并聯(lián)深度變推液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)與運(yùn)載火箭總體的匹配性。返回著陸控制系統(tǒng)具備全程自主在線規(guī)劃和自適應(yīng)干擾補(bǔ)償能力，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)干擾下“雙零狀態(tài)”(高度、速度同時(shí)接近為零)的定點(diǎn)軟著陸，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

　　

 

　　著陸腿展開(kāi) 胡藍(lán)月 圖

　　著陸緩沖系統(tǒng)是火箭軟著陸的關(guān)鍵，四條著陸腿里的緩沖器可以吸收掉箭體著陸時(shí)的動(dòng)能和勢(shì)能，使火箭平穩(wěn)著陸。

　　

 

　　箭與星軌

　　本次試驗(yàn)飛行剖面的頂點(diǎn)為海拔約12公里的平流層。后續(xù)，研制團(tuán)隊(duì)將開(kāi)展重復(fù)使用運(yùn)載火箭70公里級(jí)垂直起降試驗(yàn)，基本覆蓋火箭一子級(jí)飛行剖面，向著重復(fù)使用運(yùn)載火箭首飛目標(biāo)再邁進(jìn)一大步。

　　當(dāng)前，世界各國(guó)都在大力發(fā)展重復(fù)使用運(yùn)載火箭，傘降回收、傘降加氣囊、有翼水平回收等方案各有所長(zhǎng)。垂直起降回收是在火箭原有外形上進(jìn)行改進(jìn)，增加了柵格舵、返回控制系統(tǒng)、著陸緩沖系統(tǒng)等，使火箭一子級(jí)得以重復(fù)利用，進(jìn)一步提升火箭運(yùn)載效率，降低人類進(jìn)出太空的經(jīng)濟(jì)成本。