“長征”火箭家族上新,長征八號首飛驗證重複使用先期技術
“長征”火箭家族上新!我國自主研製的新一代中型運載火箭長征八號首飛成功,為後續重複使用技術提前進行了相關先期技術驗證。
12月22日12時37分,我國自主研製的新一代中型運載火箭長征八號首次飛行試驗在中國文昌航天發射場順利實施,火箭飛行正常,試驗取得圓滿成功。長征八號發動機推力調節技術完成首次工程應用,為我國可重複使用運載火箭研製打下堅實基礎。
目前,全世界真正意義上能夠重複使用的運載火箭只有一款SpaceX的獵鷹9號,未來全球範圍內是否還會誕生新的可重複使用火箭?我國長征八號運載火箭能否肩負重任?澎湃新聞(www.thepaper.cn)記者獲悉,長征八號後續也將具備海上垂直回收的能力。
2015年12月,SpaceX成功實現了在陸地平台對獵鷹9號火箭一子級的回收。2016年4月,SpaceX實現了人類歷史上首次海上垂直回收,獵鷹9號成功着陸在大西洋中的無人駕駛駁船上。
對於回收下來的火箭,硅谷鋼鐵俠馬斯克曾表示,最新的獵鷹9號在幾乎不需要翻新的條件下可以完成10次發射任務,在可翻新的條件下能完成100次發射任務。而現在獵鷹9號可重複使用次數的最高記錄是7次。
除了獵鷹9號,另一家美國私企也在今年實現一級火箭成功濺落並回收。美國私營火箭企業火箭實驗室11月通過傘降回收方式,讓電子號火箭一子級首次成功濺落並回收。作為“過來人”的馬斯克對此評價“幹得好!”。
我國為何要研製長征八號新一代中型運載火箭,回收技術研製進展如何?中國運載火箭技術研究院總體部設計師錢航表示,未來5年至10年太陽同步軌道的較大噸位航天發射任務需求旺盛,長征八號應運而生,它是首款國家立項的面向商業市場的運載火箭,肩負着控制成本的使命,在電氣、結構等方面開展低成本設計的同時,通過開展垂直起降研究,實現可重複使用,進一步降低成本。
中國航天科技集團一院長征八號運載火箭副總指揮段保成介紹,長征八號火箭在立項之初就確立了以市場需求為導向進行研製,從能力指標、經濟可靠性等綜合考慮,努力實現火箭研製和市場挖潛“雙成功”。
長征八號瞄準商業發射市場,採用可回收式設計,以實現芯一級和固體助推器的回收為例,可極大減少火箭發射成本,同時還大大縮短了發射週期。
要想實現火箭的重複使用,發動機推力調節是重要的技術。此次發射中,長征八號應用了發動機推力調節技術,這在我國運載火箭中是首次工程應用,為後續重複使用技術提前進行了相關先期技術驗證,為我國可重複使用運載火箭研製打下堅實基礎。
長征八號運載火箭總設計師宋徵宇將火箭發動機的推力節流技術比作汽車換擋,在點火起飛時開足全力衝上去,在飛行過程中調節發動機的推進劑流量,以此來達到調整推力、控制速度等目的。推進劑節流技術可以對火箭進行牽制釋放,不想讓它走的時候能拽得住,想讓它走的時候放得開,這樣才能在火箭返回時“收住油門”。
這項技術還可以在點火起飛時讓發動機先工作很短的時間,在正式起飛前對發動機進行全覆蓋測試,一旦發動機出現故障,立刻節流控制,緊急叫停發射任務,避免後續損失。
此前幾年,研製團隊圍繞火箭一級回收開展了技術嘗試,以垂直起飛和垂直降落為目標,按步進行火箭回收試驗。目前,着陸緩衝機構、低空低速的返回段制導、自主控制等回收技術均處於緊張的試驗階段,預計在明年左右完成可回收關鍵技術的進一步攻關。
未來,通過調整助推器數量,長征八號還將形成不同運載能力,實現系列化發展,並不斷迭代優化,成為我國中低軌衞星發射市場主力火箭,為我國後續衞星組網工程建設提供有力支撐。