藍箭航天朱雀三號可復用火箭首次大型垂直起降飛行試驗任務取得圓滿成功!

發布時間:2024-01-19 文章來源:藍箭航天

    2024年1月19日16時00分,藍箭航天空間科技股份有限公司自主研發的朱雀三號VTVL-1可重復使用垂直起降回收驗證火箭(以下簡稱“VTVL-1試驗箭”)在我國酒泉衛星發射中心點火升空。本次試驗的飛行時間約60s,飛行高度約350m,著陸位置精度約2.4m,著陸速度約0.75m/s,著陸姿態角約0.14°,滾動角約4.4°,火箭著陸平穩,落點準確,狀態良好,試驗任務取得圓滿成功!



    藍箭航天VTVL-1試驗箭是首次驗證朱雀三號(ZQ-3)大型液氧甲烷可重復使用運載火箭一子級垂直返回關鍵技術的飛行試驗平臺,箭體直徑3.35米,長度18.3米,回收支腿展開直徑11.6米,采用一臺基于連續入軌驗證的80噸級天鵲-12(TQ-12)改進型液氧甲烷發動機,具備正交雙擺、45%~110%變推力調節和多次點火能力。本次飛試的VTVL-1試驗箭起飛質量約50.3噸,全箭最大起飛質量可達68噸,為目前國內起飛規模最大的垂直起降試驗箭。

    此次任務,驗證了藍箭航天可重復使用液氧甲烷火箭一子級垂直回收總體方案的正確性,大范圍變推力液氧甲烷動力系統方案的正確性,火箭控制系統與發動機調推特性的匹配性,火箭著陸段制導與控制方案的正確性,火箭軟著陸緩沖機構工作性能,以及可重復使用火箭測發、回收和后處理流程的正確性,成功獲取了朱雀三號可重復使用液氧甲烷火箭關鍵技術的核心試驗數據。

    VTVL-1試驗箭是藍箭航天面向可復用火箭研制的全尺寸工程樣機,采用與朱雀三號一致的不銹鋼材料體系和全尺寸大推力液氧甲烷發動機,全面實現工程化驗證;同時應用了高精度垂直回收制導控制、著陸緩沖機構、地面一體化測發控系統等多項朱雀三號可重復使用火箭的關鍵技術,為2025年朱雀三號首飛奠定了堅實的技術基礎!具體如下:

1.VTVL-1試驗箭全箭主結構采用高強度不銹鋼材料,提前驗證了朱雀三號不銹鋼箭體結構制造工藝。相比傳統箭體結構材料鋁合金,不銹鋼成本低廉、焊接工藝性好,能夠大幅降低中大型液體火箭生產制造成本。藍箭航天在國內運載火箭領域,率先創新探索了高強度不銹鋼箭體在液氧甲烷低溫加注過程中的傳熱特性,也為不銹鋼箭體結構的多次使用和維護積累了充分試驗數據,對我國后續不銹鋼箭體火箭型號的發展具有開拓性意義。


2.VTVL-1試驗箭的發動機針對回收復用火箭需求,在已實現朱雀二號火箭連續成功入軌驗證的天鵲12發動機基礎上,增加了多次起動深度變推功能,并進一步提升了推力和可靠性。目前該系列發動機的地面試車驗證累計時間已超10萬秒,未來還將應用于朱雀二號后續批次和朱雀三號火箭。

3.VTVL-1試驗箭采用的低空制導、調推控制和軟著陸關機策略,可精準控制火箭飛行速度和高度以達到軟著陸要求,驗證了朱雀三號全尺寸發動機真實調推特性下垂直返回控制算法的適應性,為朱雀三號可重復使用火箭提供了關鍵技術的驗證數據。

4.VTVL-1試驗箭采用了具備兩級緩沖功能的著陸支腿設計,可滿足朱雀三號可重復使用一子級40噸級著陸質量的緩沖需求。本次任務中,試驗箭回收著陸后產品狀態良好,充分驗證了著陸支腿的緩沖性能與穩定性。這一技術的成功應用,為朱雀三號火箭的海陸回收提供了有力保障。

5.VTVL-1試驗箭地面測發控首次采用總控模式,通過電子化指令和程序化執行的方式,將測發過程中的指揮調度以及反饋確認工作通過總控軟件來實現,精簡指揮崗位,降低傳統口令交互信息過程中的人為出錯機率,為實現后續型號測發流程高度自動化進行了極具價值的創新嘗試。


    2022年10月以來,藍箭航天集中研制力量,全力推進大型液氧甲烷可重復使用火箭的論證和研制工作,明確了下一代可重復使用火箭朱雀三號的研制路線。為驗證朱雀三號一子級垂直返回關鍵技術,公司立項研制VTVL-1試驗箭,并在中國酒泉衛星發射中心藍箭航天液氧甲烷火箭發射工位建設了VTVL-1試驗發射及回收場坪。VTVL-1試驗箭運抵發射場后,在酒泉衛星發射中心任務協調組的統一領導和指揮下,藍箭航天試驗隊周密計劃、嚴密組織,嚴抓各項質量安全管控措施;酒泉衛星發射中心與試驗隊并肩作戰,完善各類方案預案,確保了飛行試驗的圓滿成功。

NO.5后續,藍箭航天將在第一階段百米級飛行試驗圓滿成功的基礎上,組織開展VTVL-1試驗箭10公里級飛行試驗,進一步驗證可重復使用火箭垂直返回各項關鍵技術,通過試驗數據持續優化和迭代朱雀三號火箭方案,為大力發展中國航天可重復使用運載火箭不斷貢獻力量!

朱雀三號(型號代號:ZQ-3)為藍箭航天下一代可重復使用液氧甲烷運載火箭,中國首款不銹鋼液體運載火箭,箭體直徑4.5m,整流罩直徑5.2m,全箭總長76.6m,起飛質量約660t,起飛推力約900t,動力系統采用藍箭航天自主研制的天鵲系列液氧甲烷發動機。



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