VTVL-1試驗(yàn)箭試驗(yàn)成功！朱雀三號(hào)可重復(fù)使用火箭有四個(gè)亮點(diǎn)｜科技觀察

封面新聞?dòng)浾?邊雪

1月19日16時(shí)，坐標(biāo)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轟鳴噴焰，藍(lán)箭航天VTVL-1試驗(yàn)箭（以下簡(jiǎn)稱VTVL-1）點(diǎn)火起飛。

據(jù)悉，本次試驗(yàn)的飛行時(shí)間約60s，飛行高度約350m，著陸位置精度2.4m，著陸速度0.75m/s，著陸姿態(tài)角約0.14°，滾動(dòng)角約4.4°。火箭著陸平穩(wěn)，落點(diǎn)準(zhǔn)確，狀態(tài)良好，試驗(yàn)任務(wù)取得圓滿成功。

藍(lán)箭航天 VTVL-1試驗(yàn)箭。（藍(lán)箭航天供圖）

VTVL-1是驗(yàn)證朱雀三號(hào)大型液氧甲烷可重復(fù)使用火箭垂直返回關(guān)鍵技術(shù)的飛行試驗(yàn)，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)推力調(diào)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)垂直回收飛行試驗(yàn)。封面新聞?dòng)浾邚乃{(lán)箭航天內(nèi)部獲悉，VTVL-1試驗(yàn)箭于2023年11月完成總裝總測(cè)工作。

對(duì)于本次試驗(yàn)，朱雀三號(hào)總指揮戴政19日告訴記者：“目前，VTVL-1驗(yàn)證了低空低速狀態(tài)下的火箭垂直回收能力，驗(yàn)證了控制系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)推性能的匹配性，初步驗(yàn)證了火箭垂直回收的制導(dǎo)控制算法?！?/p>

VTVL-1：回收復(fù)用火箭工程研制重要一環(huán)

VTVL-1為單級(jí)液氧甲烷火箭，箭體直徑3.35m，長(zhǎng)度18.3m，裝備一臺(tái)已實(shí)現(xiàn)入軌飛行驗(yàn)證的朱雀二號(hào)火箭同型改進(jìn)的80噸級(jí)液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)，具備正交雙擺和50%~110%變推力調(diào)節(jié)能力，最大起飛推力80噸，具備空中二次點(diǎn)火能力，配備3套著陸緩沖支腿。首次垂直回收試驗(yàn)的飛行時(shí)間約55s，飛行高度約320m，起飛重量約50.3噸。高工況下最大起飛重量可達(dá)68噸，能夠?qū)崿F(xiàn)10km級(jí)垂直回收飛行試驗(yàn)。

在起飛規(guī)模上，VTVL-1是國(guó)內(nèi)目前所有垂直起降試驗(yàn)箭中規(guī)模最大的火箭，也是目前國(guó)內(nèi)唯一具備10km級(jí)垂直起降飛行驗(yàn)證能力的火箭產(chǎn)品。

不同于國(guó)內(nèi)以小噸位原理樣機(jī)進(jìn)行的演示驗(yàn)證，VTVL-1的首次飛行試驗(yàn)是作為藍(lán)箭航天回收復(fù)用火箭工程研制的重要一環(huán)，采用的是全尺寸發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)建的工程樣機(jī)。

在創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用方面，VTVL-1試驗(yàn)箭所使用的高強(qiáng)度不銹鋼貯箱、80噸可多次起動(dòng)變推力發(fā)動(dòng)機(jī)、垂直回收導(dǎo)航制導(dǎo)控制技術(shù)、回收著陸緩沖技術(shù)、地面一體化測(cè)控系統(tǒng)等，均為藍(lán)箭航天。

藍(lán)箭航天 VTVL-1試驗(yàn)箭。（藍(lán)箭航天供圖）

據(jù)藍(lán)箭航天工作人員介紹，朱雀三號(hào)可重復(fù)使用火箭的關(guān)鍵技術(shù)有以下四個(gè)亮點(diǎn)。

亮點(diǎn)一：全箭主結(jié)構(gòu)采用高強(qiáng)度不銹鋼材料

VTVL-1全箭主結(jié)構(gòu)采用高強(qiáng)度不銹鋼材料，與朱雀三號(hào)材料體系相同，技術(shù)上前后銜接，為朱雀三號(hào)積累了火箭制造、射前加注、低溫傳熱和復(fù)用維護(hù)方面的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，奠定了如期首飛的技術(shù)基礎(chǔ)。

亮點(diǎn)二：主發(fā)動(dòng)機(jī)全面提升

VTVL-1所使用的主發(fā)動(dòng)機(jī)，是已驗(yàn)證飛行的TQ-12發(fā)動(dòng) 機(jī)改進(jìn)型，推力、性能和可靠性進(jìn)一步提升，并針對(duì)可重復(fù)使用火箭需求，增加了空中多次起動(dòng)和深度變推功能。該系列發(fā)動(dòng)機(jī)地面試車驗(yàn)證累計(jì)時(shí)間已接近10萬(wàn)秒，未來(lái)該型發(fā)動(dòng)機(jī)將應(yīng)用于朱雀二號(hào)后續(xù)批次和朱雀三號(hào)運(yùn)載火箭。

亮點(diǎn)三：緩沖設(shè)計(jì)適應(yīng)50噸級(jí)著陸質(zhì)量

VTVL-1 所使用的具有兩級(jí)緩沖功能的著陸支腿，在設(shè)計(jì)上適應(yīng)50噸級(jí)的著陸質(zhì)量，并通過(guò)了以46噸質(zhì)量、將近3m/s速度觸地情況下的地面驗(yàn)證，箭上沖擊響應(yīng)不超過(guò) 3g（g為重力加速度）。緩沖能力可以覆蓋未來(lái)朱雀三號(hào)海陸回收的需求。

亮點(diǎn)四：測(cè)發(fā)流程高度自動(dòng)化

VTVL-1地面測(cè)發(fā)首次采用總控模式，通過(guò)電子化指令和程序化執(zhí)行的方式，將測(cè)發(fā)過(guò)程中的指揮調(diào)度以及反饋確認(rèn)工作通過(guò)總控軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，精簡(jiǎn)指揮崗位，降低傳統(tǒng)口令交互信息過(guò)程中的人為出錯(cuò)幾率，這是為實(shí)現(xiàn)后續(xù)型號(hào)測(cè)發(fā)流程高度自動(dòng)化所進(jìn)行的創(chuàng)新嘗試。

藍(lán)箭航天VTVL-1試驗(yàn)箭發(fā)射試驗(yàn)任務(wù)圓滿成功。（藍(lán)箭航天供圖）

2022年10月以來(lái)，藍(lán)箭航天集中研制力量，全力推進(jìn)大型液氧甲烷可重復(fù)使用火箭的論證和研制工作，明確了下一代可重復(fù)使用火箭朱雀三號(hào)的研制路線。

藍(lán)箭航天工作人員告訴記者，為驗(yàn)證朱雀三號(hào)一子級(jí)垂直返回關(guān)鍵技術(shù)，公司立項(xiàng)研制VTVL-1，并在中國(guó)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心藍(lán)箭航天液氧甲烷火箭發(fā)射工位建設(shè)了VTVL-1試驗(yàn)發(fā)射及回收?qǐng)銎骸TVL-1運(yùn)抵發(fā)射場(chǎng)后，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心任務(wù)協(xié)調(diào)組的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)和指揮下，藍(lán)箭航天試驗(yàn)隊(duì)周密計(jì)劃、嚴(yán)密組織，嚴(yán)抓各項(xiàng)質(zhì)量安全管控措施；酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心與試驗(yàn)隊(duì)并肩作戰(zhàn)，完善各類方案預(yù)案，確保了飛行試驗(yàn)的圓滿成功。

后續(xù)，藍(lán)箭航天將在第一階段百米級(jí)飛行試驗(yàn)圓滿成功的基礎(chǔ)上，組織開(kāi)展VTVL-110公里級(jí)飛行試驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證可重復(fù)使用火箭垂直返回各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)持續(xù)優(yōu)化和迭代朱雀三號(hào)火箭方案，為大力發(fā)展中國(guó)航天可重復(fù)使用運(yùn)載火箭不斷貢獻(xiàn)力量！

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