2024年9月11日12時，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心·藍箭航天液氧甲烷火箭發(fā)射工位，北京經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)企業(yè)藍箭航天空間科技股份有限公司自主研發(fā)的朱雀三號VTVL-1試驗箭上演了一場完美的“回收飛行秀”——十公里級垂直起降返回飛行試驗。此次試驗中，實現(xiàn)了國內(nèi)首次液體發(fā)動機空中二次點火，標志著中國商業(yè)航天在可重復(fù)使用運載火箭技術(shù)上取得重大突破。
“本次任務(wù)是繼2024年1月圓滿執(zhí)行百米級飛行試驗任務(wù)之后，對大型液氧甲烷重復(fù)使用火箭垂直起降回收各項關(guān)鍵技術(shù)的進階驗證，這次試驗為我國將來實現(xiàn)大運力、低成本、高頻次、可重復(fù)使用的航天發(fā)射邁出了關(guān)鍵性的一步。”藍箭航天火箭研發(fā)部總經(jīng)理、朱雀三號可復(fù)用火箭型號總指揮戴政介紹，此次任務(wù)完成了垂直起降返回火箭空中二次點火、跨音速大動壓環(huán)境下“柵格舵-冷氣姿控-發(fā)動機”聯(lián)合制導(dǎo)控制，以及高空風(fēng)實時風(fēng)修技術(shù)工程化應(yīng)用等技術(shù)驗證。
本次試驗中，朱雀三號VTVL-1試驗箭空中飛行總時間為200.7秒，經(jīng)歷“上升-發(fā)動機關(guān)機-無動力滑行-發(fā)動機空中二次起動-軟著陸”過程。其中，起飛后約113秒發(fā)動機第一次關(guān)機，關(guān)機后火箭繼續(xù)依靠慣性飛行至距地面高度10002米的最高點，為抵消36米/秒的高空橫風(fēng)干擾，火箭依靠高空風(fēng)修正、柵格舵和冷氣姿控來穩(wěn)定飛行姿態(tài)；經(jīng)過無動力滑行約40秒后，在火箭高度降至4.64千米、速度達到0.8馬赫情況下，發(fā)動機進行空中100%工況二次點火，火箭進入著陸減速段，并通過在線制導(dǎo)控制算法，調(diào)節(jié)發(fā)動機推力和飛行狀態(tài)，引導(dǎo)箭體在距離發(fā)射工位約3.2千米的回收場坪實現(xiàn)軟著陸；著陸位置中心點距離回收場坪中心位置1.7米，著陸垂直速度-1.65米/秒，著陸姿態(tài)角偏差為0.3°，各項指標均滿足預(yù)期設(shè)計，達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
在無動力飛行階段，火箭如何穩(wěn)定姿態(tài)？“我們在火箭上采用高空風(fēng)修正、柵格舵和冷氣姿控來穩(wěn)定飛行姿態(tài)。著陸減速階段如何調(diào)整方向，找準落點？我們通過在線制導(dǎo)控制算法，調(diào)節(jié)發(fā)動機推力和飛行狀態(tài)……”錨定難題，用技術(shù)解決難題，戴政表示，一個個問題在技術(shù)攻關(guān)中被解決，一個個答案又在這次飛行試驗中被驗證正確。
朱雀三號VTVL-1試驗箭采用國內(nèi)推力最大的入軌級液氧甲烷發(fā)動機，首次在國內(nèi)驗證發(fā)動機一次關(guān)機后小過載段的推進劑管理技術(shù)，重復(fù)使用火箭發(fā)動機空中二次起動能力——得到驗證；
考核垂直返回狀態(tài)下動力系統(tǒng)關(guān)鍵動作歷經(jīng)的環(huán)境過程，更加貼近重復(fù)使用火箭一子級回收過程的實際工況，朱雀三號可重復(fù)使用火箭動力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)——得到驗證；
重復(fù)使用火箭發(fā)動機搖擺+冷氣姿控RCS+柵格舵的聯(lián)合控制方法，以及火箭在高空高速大動壓狀態(tài)下的精準制導(dǎo)與控制算法——得到驗證；
沿用原執(zhí)行百米級飛行試驗任務(wù)的試驗箭，可重復(fù)使用能力——得到驗證；利用射前24h內(nèi)三次高空風(fēng)實測數(shù)據(jù)，快速開展彈道、制導(dǎo)和控制專業(yè)諸元計算和仿真驗證，射前實時風(fēng)修正技術(shù)方案——得到驗證。
此次試驗為將來朱雀三號的首飛及回收奠定了堅實基礎(chǔ)。今年初，朱雀三號已完成方案階段轉(zhuǎn)初樣階段工作，全面開展初樣階段各系統(tǒng)產(chǎn)品研制，計劃于2025年實施首飛，2026年實現(xiàn)一子級回收復(fù)用，力爭在未來3年內(nèi)助力中國商業(yè)航天實現(xiàn)大運力低成本可重復(fù)使用運載火箭技術(shù)的根本性突破。
據(jù)介紹，僅僅2023年，北京市科委、中關(guān)村管委會及北京經(jīng)開區(qū)通過研發(fā)投入補貼、保險貼費、發(fā)射測控費、創(chuàng)新中心建設(shè)、重大專項配套等方式給予企業(yè)千萬余元補貼。北京經(jīng)開區(qū)百億政府引導(dǎo)基金的專項子基金產(chǎn)業(yè)升級基金首個項目也投向了藍箭航天。未來，隨著北京市加快商業(yè)航天創(chuàng)新發(fā)展行動方案、北京經(jīng)開區(qū)支持商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干措施等政策的實施，全國首個商業(yè)航天共性科研生產(chǎn)基地項目的投入使用以及藍箭航天在亦莊新城瀛?？仗旖謪^(qū)星箭一體化工廠的落地，藍箭航天將持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展，為我國“航天強國”戰(zhàn)略貢獻“亦莊力量”。
