中科宇航海上火箭垂直回收演示驗(yàn)證飛行試驗(yàn)成功，采用3D打印防晃貯箱

來源：中科宇航

2023年1月至3月期間，中科宇航在山東海陽持續(xù)進(jìn)行垂直回收演示驗(yàn)證飛行試驗(yàn)，相繼開展了陸上發(fā)射回收和海上回收。

飛行試驗(yàn)全程模擬驗(yàn)證陸上發(fā)射、海上回收的飛行過程，主要驗(yàn)證入軌火箭子級(jí)回收過程中海上著陸的過程、有海雜波環(huán)境影響下的通信和相對(duì)測(cè)量技術(shù)，對(duì)回收著陸末段的公里級(jí)飛行環(huán)境、海上著陸平臺(tái)晃動(dòng)情況下的著陸精度進(jìn)行考核。最大飛行高度大于1000m，在飛行到最高點(diǎn)之后，懸停后調(diào)姿下降，下降段通過發(fā)動(dòng)機(jī)反推減速，使得飛行器在接近海上著陸平臺(tái)時(shí)速度能夠降低到2m/s以下，再通過緩沖支腿實(shí)現(xiàn)軟著陸，飛行全程約10分鐘，落點(diǎn)精度優(yōu)于10m。

在垂直返回高精度制導(dǎo)控制技術(shù)方面，完成了再入返回高精度導(dǎo)航定位技術(shù)、運(yùn)載原理樣機(jī)有動(dòng)力垂直回收在線軌跡生成制導(dǎo)技術(shù)、復(fù)雜環(huán)境的自適應(yīng)飛行控制技術(shù)、海上晃動(dòng)平臺(tái)的初始對(duì)準(zhǔn)及長時(shí)跟蹤技術(shù)、飛行全程的半實(shí)物驗(yàn)證技術(shù)的驗(yàn)證工作。

運(yùn)載火箭海上垂直回收原理樣機(jī)作為技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)，在方案設(shè)計(jì)之初，就秉承了創(chuàng)新的設(shè)計(jì)理念，采用供配電－控制－遙測(cè)一體化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、3D打印對(duì)防晃貯箱進(jìn)行設(shè)計(jì)加工、采用輕質(zhì)碳纖維結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)承載－傳力－抑振的一體化構(gòu)型，能夠?qū)⒍鄠€(gè)系統(tǒng)的功能進(jìn)行整合復(fù)用，極大地簡化了整體質(zhì)量和電纜連接，能夠在同類小型化飛行器中進(jìn)行應(yīng)用。

中科宇航運(yùn)載火箭海上垂直回收原理樣機(jī)演示試驗(yàn)的圓滿成功，驗(yàn)證了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。飛行試驗(yàn)的成功將為近太空可回收科學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、入軌火箭子級(jí)回收、太空旅游飛行器進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)和技術(shù)積累，在后續(xù)型號(hào)和入軌火箭的子級(jí)回收任務(wù)中得到應(yīng)用。

據(jù)悉，中科宇航在2022年試車的“玄鳶一號(hào)”20噸級(jí)液氧煤油火箭發(fā)動(dòng)機(jī)大量采用3D打印，“玄鳶一號(hào)”火箭發(fā)動(dòng)機(jī)為液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，循環(huán)方式為燃?xì)獍l(fā)生器循環(huán)，起動(dòng)方式為氣瓶起動(dòng)，點(diǎn)火方式為TEA/TEB液體點(diǎn)火，成熟可靠。

該型發(fā)動(dòng)機(jī)采用高壓氣起動(dòng)、點(diǎn)火劑點(diǎn)火，使用方便，維護(hù)簡單；推力室通過采用隔板噴嘴一體化設(shè)計(jì)方案，突破了高效穩(wěn)定液液燃燒技術(shù)；與箭體對(duì)接的機(jī)架采用了榫卯式全機(jī)加結(jié)構(gòu)方案，解決了全焊接結(jié)構(gòu)變形大、加工工裝復(fù)雜、生產(chǎn)周期長的難點(diǎn)；渦輪泵、推力室、氣瓶等關(guān)鍵組件大量采用了全3D打印技術(shù)，大幅提升了生產(chǎn)效率；整機(jī)結(jié)構(gòu)采用了模塊化的總體布局方式，極大地提高了生產(chǎn)組織及裝配效率。通過大量的引入新技術(shù)、新工藝，立足于自主創(chuàng)新，逐步探索出了低成本、高可靠商用液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)的研制及組織模式，為未來早日實(shí)現(xiàn)商業(yè)發(fā)射提供了強(qiáng)有力的支撐。

“玄鳶一號(hào)”液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)選用無毒無污染的液氧/ 煤油推進(jìn)劑，采用燃?xì)獍l(fā)生器循環(huán)方案，具備多次起動(dòng)、大范圍變工況的能力。通過成熟工業(yè)材料、標(biāo)準(zhǔn)件及3D打印技術(shù)的大量應(yīng)用，降低生產(chǎn)成本、縮短生產(chǎn)周期。該發(fā)動(dòng)機(jī)作為小型運(yùn)載火箭的一級(jí)、中型運(yùn)載火箭的二級(jí)/三級(jí)、亞軌道飛行器的主動(dòng)力使用，并可滿足液體火箭一級(jí)回收的需求。