首次垂直起降成功中國最大朱雀三號可複用火箭5大亮點
1月19日16時00分,藍箭航太自主研發的朱雀三號VTVL-1可重複使用垂直起降回收驗證火箭在酒泉衛星發射中心點火升空。本次試驗飛行時間約60s,飛行高度約350m,著陸位置精度約2.4m,著陸速度約0.75m/s,著陸姿態角約0.14°,滾動角約4.4°。
火箭著陸平穩,落點準確,狀態良好,試驗任務圓滿成功。
VTVL-1試驗箭起飛質量約50.3噸,全箭最大起飛質量可達68噸,是目前國內起飛規模最大的垂直起降試驗箭。
藍箭航太表示,此任務驗證了可重複使用液態氧甲烷火箭一子級垂直回收整體方案的正確性,大範圍變推力液態氧甲烷動力系統方案的正確性,火箭控制系統與引擎調推特性的匹配性,火箭著陸段導引與控制方案的正確性,火箭軟著陸緩衝機構工作性能,以及可重複使用火箭測發、回收和後處理流程的正確性,成功獲取了朱雀三號可重複使用液氧甲烷火箭關鍵技術的核心試驗數據。
VTVL-1試驗箭是藍箭航太可複用火箭的全尺寸工程樣機,採用與朱雀三號一致的不銹鋼材料體系、全尺寸大推力液態氧甲烷發動機,同時應用了高精度垂直回收導引控制、著陸緩衝機構、地面一體化測發控系統等多項朱雀三號可重複使用火箭的關鍵技術,為2025年朱雀三號首飛奠定了堅實的技術基礎。
具體如下:
1.箭體材料
全箭主結構採用高強度不鏽鋼材料,事先驗證朱雀三號箭體製造過程。
相較於傳統箭體結構的材料鋁合金,不銹鋼成本低廉、焊接製程性好,能大幅降低中大型液體火箭的生產製造成本。
藍箭航太在國內率先探索了高強度不鏽鋼箭體在液態氧甲烷低溫加註過程中的傳熱特性,也為不鏽鋼箭體結構的多次使用和維護累積了充分試驗數據。
2、發動機
針對回收復用火箭需求,在朱雀二號火箭天鵲12的基礎上,發動機增加了多次起動和深度變推功能,進一步提升了推力和可靠性。
目前,該系列引擎的地面試車驗證累計時間已超10萬秒,也將應用於朱雀二號後續批次和朱雀三號。
3.垂直起降
採用低空導引、調推控制、軟著陸關機策略,精準控制火箭飛行速度、高度,以達到軟著陸要求。
本次任務驗證了朱雀三號全尺寸發動機真實調推特性下垂直返回控制演算法的適應性,為朱雀三號可重複使用火箭提供了關鍵技術的驗證數據。
4.著陸支腿
具備兩級緩衝功能的著陸支架設計,可滿足朱雀三號可重複使用一子級40噸級著陸品質的緩衝需求。
本次任務中,試驗箭回收著陸後產品狀態良好,充分驗證了著陸支架的緩衝性能與穩定性。
5.地面控制
地面測發控首次採用總控模式,透過電子化指令和程式化執行的方式,將測發過程中的指揮調度、回饋確認工作,透過總控軟體來實現。
此模式可以精簡指揮崗位,降低傳統口令互動訊息過程中的人為出錯機率。
自2022年10月以來,藍箭航太全力推進大型液態氧甲烷可重複使用火箭的論證與研發工作,明確了下一代可重複使用火箭朱雀三號的開發路線。
為了驗證朱雀三號一子級垂直返回關鍵技術,藍箭航太立項研製了VTVL-1試驗箭,並在酒泉衛星發射中心藍箭航太液態氧甲烷火箭發射工位建造了VTVL-1試驗發射、回收場坪。
朱雀三號(ZQ-3)是藍箭航太下一代可重複使用液態氧甲烷運載火箭,中國首款不鏽鋼液體運載火箭。
箭體直徑4.5m,整流罩直徑5.2m,全箭總長76.6m,起飛質量約660t,起飛推力約900t,採用藍箭航太自主研製的天鵲系列液態氧甲烷發動機。
朱雀三號一子級設計複用次數不少於20次,一次性使用任務的低軌運載能力可達21.3噸,航區回收任務為18.3噸,可用於我國衛星互聯網組網的高密度發射、大型通訊衛星GTO軌道發射,以及各型太空船發射。
藍箭航太朱雀三號並非我國唯一的民營可重複使用火箭。就在去年12月0日,同樣在酒泉衛星發射中心,星際榮耀公司的雙曲線二號可重複使用液態氧甲烷驗證火箭(SQX-2Y)圓滿完成了第二次飛行測試。
本次任務實現了國內首次可複用火箭的複用飛行,驗證了國內首款成功完成垂直起降回收任務的全尺寸液態氧甲烷火箭一子級的快速重複使用能力。