我國重復使用運載火箭首次10公里級垂直起降飛行試驗圓滿完成

　　

 

　　試驗現場 本文圖片除署名外均由中國航天科技集團提供

　　2024年6月23日，我國重復使用運載火箭首次10公里級垂直起降飛行試驗圓滿成功，火箭由中國航天科技集團八院(又稱上海航天技術研究院)抓總研制。

　　下午1時許，在酒泉衛星發射中心，3.8米直徑的重復使用運載火箭新技術驗證箭豎立在場坪發射臺上，3臺變推液氧甲烷發動機點火，噴出藍色尾焰，箭體上升至約12公里高度，中心發動機調節推力，火箭受控下降，在距離地面50米處，四條著陸腿展開，隨后火箭緩速下降，高度趨近于零，穩穩落在回收場坪，實現定點垂直軟著陸。

　　

 

　　吊裝現場

　　本次試驗是目前國內重復使用運載火箭最大規模的垂直起降飛行試驗，也是國內自主研制的深度變推液氧甲烷發動機在10公里級返回飛行中的首次應用。液氧甲烷發動機為火箭提供動力，低溫的液氧、甲烷推進劑在充分燃燒后只產生水和二氧化碳，不僅清潔環保，還沒有結焦積碳問題，有利于發動機的重復使用。同時甲烷制取成本較低，適應火箭商業化發展方向。

　　

 

　　巍巍矗立

　　試驗全程用時6分鐘左右，火箭經歷了加速上升、減速上升、加速下降、減速下降、緩速下降五個階段，實現“起得來、控得準、展得開、落得穩”。

　　試驗全面驗證了3.8米直徑箭體結構、大承載著陸緩沖技術、大推力強變推可復用發動機技術、雙低溫增壓輸送技術、返回著陸的高精度導航制導控制技術及健康監測技術，為2025年如期實現4米級重復使用運載火箭首飛奠定了技術基礎。

　　其中，大承載著陸緩沖系統實現了國內首次“飛行鎖定、空中展開、觸地吸能”技術驗證。大推力強變推可復用動力系統首次成功驗證了多機并聯深度變推液氧甲烷發動機與運載火箭總體的匹配性。返回著陸控制系統具備全程自主在線規劃和自適應干擾補償能力，實現了強干擾下“雙零狀態”(高度、速度同時接近為零)的定點軟著陸，達到國際先進水平。

　　

 

　　著陸腿展開 胡藍月 圖

　　著陸緩沖系統是火箭軟著陸的關鍵，四條著陸腿里的緩沖器可以吸收掉箭體著陸時的動能和勢能，使火箭平穩著陸。

　　

 

　　箭與星軌

　　本次試驗飛行剖面的頂點為海拔約12公里的平流層。后續，研制團隊將開展重復使用運載火箭70公里級垂直起降試驗，基本覆蓋火箭一子級飛行剖面，向著重復使用運載火箭首飛目標再邁進一大步。

　　當前，世界各國都在大力發展重復使用運載火箭，傘降回收、傘降加氣囊、有翼水平回收等方案各有所長。垂直起降回收是在火箭原有外形上進行改進，增加了柵格舵、返回控制系統、著陸緩沖系統等，使火箭一子級得以重復利用，進一步提升火箭運載效率，降低人類進出太空的經濟成本。