朱雀三號遙二運載火箭回收成功 總指揮揭遙一失敗原因

撰文:許祺安
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19日,中國朱雀三號遙二運載火箭於東風商業航天創新試驗區成功發射,一級火箭依預定程序完成陸地回收。這是中國首次以「着陸腿」方式成功回收可重複使用運載火箭一級,標誌中國火箭回收技術取得重要突破。

朱雀三號遙二火箭成功發射 中國首次實現火箭陸地回收

然而,朱雀三號遙二運載火箭成功的背後,是研製團隊汲取朱雀三號遙一失敗教訓後的精準改進。朱雀三號遙二發射之前,藍箭航天朱雀三號總指揮戴政披露朱雀三號遙一此前回收失敗的原因:着陸點火出現異常燃燒。

基於遙一積累的實測數據,研製團隊對遙二火箭進行了一系列針對性優化。(央視新聞)
基於遙一積累的實測數據,研製團隊對遙二火箭進行了一系列針對性優化。(央視新聞)

據央視新聞報道,戴政回顧朱雀三號遙一的試驗時表示,遙一火箭在回收前全部飛行環節表現達標。一子級返回過程中再入點火正常,高速氣動滑行段箭體姿態、柵格舵控制全程穩定,相當一部分回收制導控制技術得到實飛驗證。

然而,致命問題發生在最後的着陸階段。戴政透露:「距離地面3.3公里的時候,我們會做一個急剎車,這時候要點火,叫着陸點火。這次點火實際上點火動作是完成了,火也點起來了。點起來之後出現了異常燃燒,最後墜落在着陸場坪的邊緣。」

雖然遙一未能成功實現回收,但作為中國首次軌道級火箭一級回收試驗,團隊成功採集了返回段的遙測參數,摸清了回收過程中的飛行環境、氣動載荷及加熱效應,獲取了難得的第一手實測數據,為後續的產品改進奠定了關鍵基礎。

二級的真空大噴管面積從遙一的50提高到100。(央視新聞)
遙二基於遙一數據完成優化。(央視新聞)
遙二將焦點放在唯一沒有經過實飛考核的着陸支腿上,確保能安全着陸。(央視新聞)

遙二基於遙一數據完成三大優化

基於遙一積累的實測數據,研製團隊對遙二火箭進行了一系列針對性優化,大幅提升回收可靠性與整體性能:

1.透過減少着陸點火發動機數量,直接降低系統複雜度,提升回收階段的飛行可靠性。

2.採用更大擴張比噴管設計,提升了發動機性能和火箭運載能力,二級的真空大噴管面積從遙一的50提高到100,提高二級發動機的比沖,讓氣流膨脹更充分,提高整個火箭的運載能力。改進後,朱雀三號在一次性使用狀態下,450公里傾角50度軌道的運載能力可達14噸。

3.重點驗證着陸支腿,由於柵格舵高空再入點火系統已在遙一通過驗證,遙二將焦點放在唯一沒有經過實飛考核的着陸支腿上,並在地面開展了模擬跌落、展開鎖定及可靠性等多項嚴苛試驗,確保着陸支腿能安全着陸。

戴政預計,最開始一子級可能試飛兩到三次,到後面逐漸拓展到四到五次,甚至到十次、十次以上。(央視新聞)
朱雀三號一子級包含9台主發動機、不鏽鋼箭體及全套回收機構,占火箭總成本高達70%至80%。(央視新聞)
朱雀三號的不鏽鋼箭體、液氧甲烷發動機技術路線均朝着「重複使用」和「降低成本」兩個核心目標設計。(央視新聞)

一子級復用目標10次以上

重複使用火箭的關鍵在於「回收-檢修-復用」全流程技術閉環。戴政指出,朱雀三號一子級包含9台主發動機、不鏽鋼箭體及全套回收機構,占火箭總成本高達70%至80%。高價值一子級的成功回收,能迅速攤薄箭體硬件成本。

目前國內運載火箭行業還沒有火箭復用標準、檢測流程及零部件更換規範。團隊將根據遙二回收後的箭體檢測數據,逐步建立復用評估體系。

戴政預計,最開始一子級可能試飛兩到三次,到後面逐漸拓展到四到五次,甚至到十次、十次以上。如果復用歷程順利,即使僅復用4至5次,發射成本亦能較一次性火箭能降低一半以上。

戴政表示,朱雀三號自立項起,其不鏽鋼箭體、液氧甲烷發動機技術路線均朝着「重複使用」和「降低成本」兩個核心目標設計,最終目標是把每公斤的發射費用降低到2萬元人民幣以下,大幅降低進入太空的成本。