可复用火箭新突破！朱雀三号实现十公里级垂直起降｜科技有狠活
⭐发布日期：2024年10月05日 | 来源:杭州日报
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封面新闻记者 边雪
这是一个可载入中国商业航天史册的关键时刻。
2024年9月11日12时00分，由蓝箭航天空间科技股份有限公司自主研发的朱雀三号VTVL-1可重复使用垂直起降回收试验箭，在我国酒泉卫星发射中心·蓝箭航天液氧甲烷火箭发射工位，圆满完成十公里级垂直起降返回飞行试验。
值得注意的是，该次任务是国内首次实现垂直起降返回火箭空中二次点火、跨音速大动压环境下“栅格舵-冷气姿控-发动机”联合制导控制，以及高空风实时风修技术工程化应用等技术验证，其成功标志着中国商业航天在可重复使用运载火箭技术上取得重大突破，为将来实现大运力、低成本、高频次、可重复使用的航天发射迈出了极为重要的一步。
试验现场。（受访者供图）
试验成功：
各项指标均满足预期设计
本次试验中，朱雀三号VTVL-1试验箭空中飞行总时间为200.7s，经历“上升-发动机关机-无动力滑行-发动机空中二次起动-软着陆”过程。
其中，起飞后约113s发动机第一次关机，关机后火箭继续依靠惯性飞行至距地面高度10002m的最高点，为抵消36m/s的高空横风干扰，火箭依靠高空风修正、栅格舵和冷气姿控来稳定飞行姿态；经过无动力滑行约40s后，在火箭高度降至4.64km、速度达到0.8Ma情况下，发动机进行空中100%工况二次点火，火箭进入着陆减速段，并通过在线制导控制算法，调节发动机推力和飞行状态，引导箭体在距离发射工位约3.2km的回收场坪实现软着陆；着陆位置中心点距离回收场坪中心位置1.7m，着陆垂直速度-1.65m/s，着陆姿态角偏差为0.3°，各项指标均满足预期设计，达到国内领先水平。
据悉，本次任务是继2024年1月圆满执行百米级飞行试验任务之后，对大型液氧甲烷重复使用火箭垂直起降回收各项关键技术的进阶验证。
试验箭为单级液氧甲烷火箭，箭体直径3.35m，长度18.3m，起飞质量约68t，起飞推力800千牛，装配3组着陆缓冲支腿，新增4片栅格舵系统，采用与朱雀三号火箭一致的高强度不锈钢箭体结构；搭载一台已实现连续入轨飞行验证、与朱雀三号火箭同型的80吨级天鹊-12（TQ-12）改进型液氧甲烷发动机，具备正交双摆、45%~111%变推力调节和多次点火能力。
试验现场。（受访者供图）
本次发射任务
实现多项验证成果
封面新闻记者了解到，本次发射采用国内推力最大的入轨级液氧甲烷发动机，首次在国内验证发动机一次关机后小过载段的推进剂管理技术，验证重复使用火箭发动机空中二次起动能力。考核垂直返回状态下动力系统关键动作历经的环境过程，更加贴近重复使用火箭一子级回收过程的实际工况，从而全面验证朱雀三号可重复使用火箭动力系统关键技术。
本次试验，也成功验证重复使用火箭发动机摇摆+冷气姿控RCS+栅格舵的联合控制方法，进一步验证火箭在高空高速大动压状态下的精准制导与控制算法，为朱雀三号可重复使用火箭制导控制关键技术的研究和验证提供了重要数据支撑。
沿用原执行百米级飞行试验任务的试验箭，验证可重复使用能力。通过对试验箭在第一次飞行之后状态复检和本次飞行试验的圆满成功，实际验证了不锈钢箭体结构、发动机和箭载航电设备等在重复使用条件下的性能表现，积累了关于可重复使用火箭检查、维护方面的充分经验，对提高朱雀三号可靠性和复飞效率具有重要意义。
值得注意的是，本次试验采用射前实时风修正技术方案，利用射前24h内三次高空风实测数据，快速开展弹道、制导和控制专业诸元计算和仿真验证。这项技术实时性强，工程化应用能够有效提高火箭对发射环境条件的适应能力，可使朱雀三号火箭在满足发射概率的情况下，降低结构载荷设计，实现更高的运载效率和运载能力。
朱雀三号VTVL-1试验箭是以全尺寸发动机构建的工程样机，作为蓝箭航天重复使用火箭工程研制的重要一环。通过两次垂直起降回收试验，型号团队成功验证了多项重复使用火箭关键技术，为将来朱雀三号的首飞及回收奠定了坚实基础。
封面新闻记者从蓝箭航天了解到，2022年10月以来，蓝箭航天全力推进大型液氧甲烷可重复使用火箭的论证和研制工作，明确了下一代可重复使用火箭朱雀三号的研制路线。2024年初，朱雀三号已完成方案阶段转初样阶段工作，全面开展初样阶段各系统产品研制，计划于2025年实施首飞，2026年实现一子级回收复用，力争在未来3年内助力中国商业航天实现大运力、低成本、可重复使用运载火箭技术的根本性突破。
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朴格蕾娜
1秒前：考核垂直返回状态下动力系统关键动作历经的环境过程，更加贴近重复使用火箭一子级回收过程的实际工况，从而全面验证朱雀三号可重复使用火箭动力系统关键技术。
IP:18.43.2.*
青岛心
4秒前：2024年初，朱雀三号已完成方案阶段转初样阶段工作，全面开展初样阶段各系统产品研制，计划于2025年实施首飞，2026年实现一子级回收复用，力争在未来3年内助力中国商业航天实现大运力、低成本、可重复使用运载火箭技术的根本性突破。
IP:62.20.7.*
丹尼尔·格劳
2秒前：值得注意的是，该次任务是国内首次实现垂直起降返回火箭空中二次点火、跨音速大动压环境下“栅格舵-冷气姿控-发动机”联合制导控制，以及高空风实时风修技术工程化应用等技术验证，其成功标志着中国商业航天在可重复使用运载火箭技术上取得重大突破，为将来实现大运力、低成本、高频次、可重复使用的航天发射迈出了极为重要的一步。
IP:86.46.3.*