今天,朱雀三号遥二运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空,火箭一子级按预定程序成功着陆于甘肃省民勤县朱雀三号着陆场坪。这是我国在重复使用火箭关键技术上取得的又一重大突破,朱雀三号成为我国首款成功入轨并实现陆地回收的运载火箭。
火箭“回家路”到底怎么走?
朱雀三号火箭从点火到稳稳落地,只有9分多钟的时间,它到底是如何从太空返回的呢?
朱雀三号遥二起飞约137秒后,一、二级按程序分离。二子级继续承担入轨任务,一子级则从上升状态转入返回状态,两个飞行任务由此同步展开。
朱雀三号总指挥 戴政:一、二级分离的时候是在距地面高度65公里处,一子级会有惯性往上飘的过程,有点类似于一个抛物线,到接近140公里之后,它就开始往下落,再次进入大气层。到80公里的时候,我们会做一次再入点火,点三台发动机,类似于先踩一脚刹车,控制它的速度,因为它在往下落的过程中速度会越来越快。
朱雀三号总指挥 戴政:距离地面40公里以下时,大气层比较稠密,如果在这个区域的速度过快,就会造成载荷过大、加热过大。就像高台跳水,要是不控制速度,会粉身碎骨。
朱雀三号总指挥 戴政:在距离地面40多公里的时候,我们把发动机关掉,这时候它就会一头扎进40公里以下,这时候就只能靠它自己了。我们把这个叫气动滑行段,靠它的4片栅格舵调整姿态,瞄准着陆场坪。滑行到距离地面3到4公里的时候,我们会再次启动三台发动机,进行最后的“刹车”,叫着陆点火。这时候我们需要把它整个滑行段过程中产生的位置偏差,以及速度偏差消除。
朱雀三号总指挥 戴政:它的4个着陆腿会展开、锁定,最后缓冲着陆在着陆场坪上。高度为零的时候,速度要为零,这叫双零,实现精准的软着陆。
三种主流回收方式有何不同?
除了朱雀三号采用的着陆腿陆地软着陆,目前世界上主流的火箭回收还有海上网系回收和“筷子夹”塔架机械臂捕获回收。这三种回收方式都有哪些不同的特点?
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三种火箭一子级回收方式,核心区别在于缓冲捕获的载体、回收地点与精度要求。
着陆腿回收将缓冲支撑机构布置在箭体上,火箭依靠自身支腿直接站立于陆地或海上平台,技术成熟但着陆腿会增加箭体自身重量,弱化火箭的运载能力。
“筷子夹”机械臂空中捕获,依托发射塔巨型刚性臂在空中夹持箭体,火箭无需着陆腿,可实现快速复飞,但对降落精度要求极高,并且只能在原发射场回收。
我国的长征十号乙运载火箭刚完成的全球首次网系回收,原理类似于航母阻拦索——但航母是在水平方向拦住飞机,网系回收是在垂直方向接住火箭,依靠海上平台的柔性网系承接带挂钩的箭体,火箭附加结构重量小、落点容错空间更大。
此外,火箭箭体大小也是选择使用哪种回收方式的重要依据。
朱雀三号副总设计师董锴:火箭规模太大了,支腿强度要能扛住火箭一子级的质量。如果火箭真的上升到三五千吨规模的时候,我认为可能会选择“筷子夹”或者网系回收方式。
记者:火箭做到最大的时候,着陆腿就不太适合了,因为它会加重火箭的重量?
朱雀三号副总设计师董锴:我们目前的技术判断是这样的。
记者:以后的朱雀系列还会考虑其他着陆的方式吗?
朱雀三号副总设计师董锴:会的,发展到重型火箭这个级别,肯定是另外一种回收方式。在工程上来讲,不存在路径依赖,我们会选择最适合火箭规模的回收方式,根据不同的应用场景,会有更理性的选择。
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(来源:央视新闻)