2024年9月11日12時(shí)，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心·藍(lán)箭航天液氧甲烷火箭發(fā)射工位，北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)企業(yè)藍(lán)箭航天空間科技股份有限公司自主研發(fā)的朱雀三號(hào)VTVL-1試驗(yàn)箭上演了一場(chǎng)完美的“回收飛行秀”——十公里級(jí)垂直起降返回飛行試驗(yàn)。此次試驗(yàn)中，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)首次液體發(fā)動(dòng)機(jī)空中二次點(diǎn)火，標(biāo)志著中國(guó)商業(yè)航天在可重復(fù)使用運(yùn)載火箭技術(shù)上取得重大突破。
“本次任務(wù)是繼2024年1月圓滿執(zhí)行百米級(jí)飛行試驗(yàn)任務(wù)之后，對(duì)大型液氧甲烷重復(fù)使用火箭垂直起降回收各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)階驗(yàn)證，這次試驗(yàn)為我國(guó)將來(lái)實(shí)現(xiàn)大運(yùn)力、低成本、高頻次、可重復(fù)使用的航天發(fā)射邁出了關(guān)鍵性的一步?！彼{(lán)箭航天火箭研發(fā)部總經(jīng)理、朱雀三號(hào)可復(fù)用火箭型號(hào)總指揮戴政介紹，此次任務(wù)完成了垂直起降返回火箭空中二次點(diǎn)火、跨音速大動(dòng)壓環(huán)境下“柵格舵-冷氣姿控-發(fā)動(dòng)機(jī)”聯(lián)合制導(dǎo)控制，以及高空風(fēng)實(shí)時(shí)風(fēng)修技術(shù)工程化應(yīng)用等技術(shù)驗(yàn)證。
本次試驗(yàn)中，朱雀三號(hào)VTVL-1試驗(yàn)箭空中飛行總時(shí)間為200.7秒，經(jīng)歷“上升-發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)-無(wú)動(dòng)力滑行-發(fā)動(dòng)機(jī)空中二次起動(dòng)-軟著陸”過(guò)程。其中，起飛后約113秒發(fā)動(dòng)機(jī)第一次關(guān)機(jī)，關(guān)機(jī)后火箭繼續(xù)依靠慣性飛行至距地面高度10002米的最高點(diǎn)，為抵消36米/秒的高空橫風(fēng)干擾，火箭依靠高空風(fēng)修正、柵格舵和冷氣姿控來(lái)穩(wěn)定飛行姿態(tài)；經(jīng)過(guò)無(wú)動(dòng)力滑行約40秒后，在火箭高度降至4.64千米、速度達(dá)到0.8馬赫情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行空中100%工況二次點(diǎn)火，火箭進(jìn)入著陸減速段，并通過(guò)在線制導(dǎo)控制算法，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)推力和飛行狀態(tài)，引導(dǎo)箭體在距離發(fā)射工位約3.2千米的回收?qǐng)銎簩?shí)現(xiàn)軟著陸；著陸位置中心點(diǎn)距離回收?qǐng)銎褐行奈恢?.7米，著陸垂直速度-1.65米/秒，著陸姿態(tài)角偏差為0.3°，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足預(yù)期設(shè)計(jì)，達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
在無(wú)動(dòng)力飛行階段，火箭如何穩(wěn)定姿態(tài)？“我們?cè)诨鸺喜捎酶呖诊L(fēng)修正、柵格舵和冷氣姿控來(lái)穩(wěn)定飛行姿態(tài)。著陸減速階段如何調(diào)整方向，找準(zhǔn)落點(diǎn)？我們通過(guò)在線制導(dǎo)控制算法，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)推力和飛行狀態(tài)……”錨定難題，用技術(shù)解決難題，戴政表示，一個(gè)個(gè)問(wèn)題在技術(shù)攻關(guān)中被解決，一個(gè)個(gè)答案又在這次飛行試驗(yàn)中被驗(yàn)證正確。
朱雀三號(hào)VTVL-1試驗(yàn)箭采用國(guó)內(nèi)推力最大的入軌級(jí)液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)，首次在國(guó)內(nèi)驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)一次關(guān)機(jī)后小過(guò)載段的推進(jìn)劑管理技術(shù)，重復(fù)使用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)空中二次起動(dòng)能力——得到驗(yàn)證；
考核垂直返回狀態(tài)下動(dòng)力系統(tǒng)關(guān)鍵動(dòng)作歷經(jīng)的環(huán)境過(guò)程，更加貼近重復(fù)使用火箭一子級(jí)回收過(guò)程的實(shí)際工況，朱雀三號(hào)可重復(fù)使用火箭動(dòng)力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)——得到驗(yàn)證；
重復(fù)使用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)搖擺+冷氣姿控RCS+柵格舵的聯(lián)合控制方法，以及火箭在高空高速大動(dòng)壓狀態(tài)下的精準(zhǔn)制導(dǎo)與控制算法——得到驗(yàn)證；
沿用原執(zhí)行百米級(jí)飛行試驗(yàn)任務(wù)的試驗(yàn)箭，可重復(fù)使用能力——得到驗(yàn)證；利用射前24h內(nèi)三次高空風(fēng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，快速開(kāi)展彈道、制導(dǎo)和控制專業(yè)諸元計(jì)算和仿真驗(yàn)證，射前實(shí)時(shí)風(fēng)修正技術(shù)方案——得到驗(yàn)證。
此次試驗(yàn)為將來(lái)朱雀三號(hào)的首飛及回收奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。今年初，朱雀三號(hào)已完成方案階段轉(zhuǎn)初樣階段工作，全面開(kāi)展初樣階段各系統(tǒng)產(chǎn)品研制，計(jì)劃于2025年實(shí)施首飛，2026年實(shí)現(xiàn)一子級(jí)回收復(fù)用，力爭(zhēng)在未來(lái)3年內(nèi)助力中國(guó)商業(yè)航天實(shí)現(xiàn)大運(yùn)力低成本可重復(fù)使用運(yùn)載火箭技術(shù)的根本性突破。
據(jù)介紹，僅僅2023年，北京市科委、中關(guān)村管委會(huì)及北京經(jīng)開(kāi)區(qū)通過(guò)研發(fā)投入補(bǔ)貼、保險(xiǎn)貼費(fèi)、發(fā)射測(cè)控費(fèi)、創(chuàng)新中心建設(shè)、重大專項(xiàng)配套等方式給予企業(yè)千萬(wàn)余元補(bǔ)貼。北京經(jīng)開(kāi)區(qū)百億政府引導(dǎo)基金的專項(xiàng)子基金產(chǎn)業(yè)升級(jí)基金首個(gè)項(xiàng)目也投向了藍(lán)箭航天。未來(lái)，隨著北京市加快商業(yè)航天創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)方案、北京經(jīng)開(kāi)區(qū)支持商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干措施等政策的實(shí)施，全國(guó)首個(gè)商業(yè)航天共性科研生產(chǎn)基地項(xiàng)目的投入使用以及藍(lán)箭航天在亦莊新城瀛海空天街區(qū)星箭一體化工廠的落地，藍(lán)箭航天將持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展，為我國(guó)“航天強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略貢獻(xiàn)“亦莊力量”。
