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超帅！10公里级垂直起降返回飞行，我国可重复使用火箭取得新突破！
来源：互联网
2024-11-14 08:53:15 版权归原作者所有，如有侵权，请联系我们
9月11日午间，我国自主研发的朱雀三号VTVL-1可重复使用垂直起降回收试验箭，在酒泉卫星发射中心完成10公里级垂直起降返回飞行试验，标志着我国商业航天在可重复使用运载火箭技术上取得突破，为将来实现大运力、低成本、高频次、可重复使用的航天发射迈出关键一步。
图片来源：央视新闻视频截图
01 朱雀三号可重复使用火箭完成10公里级垂直起降返回飞行试验
本次任务是国内首次实现垂直起降返回火箭空中二次点火、跨音速大动压环境下“栅格舵-冷气姿控-发动机”联合制导控制，以及高空风实时风修技术工程化应用等技术验证。试验经历“上升-发动机关机-无动力滑行-发动机空中二次起动-软着陆”过程，各项指标均满足预期设计。
蓝箭航天专家介绍，该试验箭为单级液氧甲烷火箭，箭体直径3.35米，长度18.3米，起飞质量约68吨，起飞推力800千牛，装配3组着陆缓冲支腿，新增4片栅格舵系统，采用与朱雀三号火箭一致的高强度不锈钢箭体结构；搭载一台已实现连续入轨飞行验证、与朱雀三号火箭同型的80吨级天鹊-12（TQ-12）改进型液氧甲烷发动机，具备正交双摆、45%至111%变推力调节和多次点火能力。
图片来源：央视新闻截图
02 朱雀三号技术亮点
（1）用不锈钢铸造火箭传奇？
朱雀三号可重复使用火箭是我国首款不锈钢液体运载火箭，其贮箱结构采用高强度不锈钢材料，在材料选型、结构形式、焊接工艺与生产设备方面均具有高度原创性。
相比传统箭体结构的材料铝合金，不锈钢成本低廉、焊接工艺性好，能大幅降低中大型液体火箭的生产制造成本，其不锈钢箭体结构的耐高温性能在火箭重复使用上具备明显优势，朱雀三号火箭一级发动机在火箭回收后可不下箭检查，加注完成即可再次飞行，能实现真正的航班化运营。
（2）液氧甲烷开启垂直返回技术“新纪元”
从原理上来讲，火箭实际就是利用自身携带的推进剂发生反应，产生高速喷射的热气流来推进的动力装置。对于以空间运输为主要任务的运载火箭而言，其发动机有四种主流推进剂方案可供选择：固体燃料、四氧化二氮/偏二甲肼、液氧煤油和液氧液氢。
如今主流的运载火箭的主发动机基本都是采用液体推进剂方案，与固体推进剂不同，这类方案中推进剂分为液态燃料和液态氧化剂两类，他们在运载火箭发动机上一般是分别贮存在两个空间中，在进入燃烧室后激烈反应后产生推力。在所有液体推进剂方案中，液氧是最为悠久的氧化剂，1926年人类历史上第一枚液体燃料火箭就使用了液氧（氧化剂） 汽油（燃料剂）的方案，同时也是最为高效廉价的氧化剂，很多主流运载火箭的主力发动机都采用液氧为氧化剂，不同是与之搭配的燃烧剂。这其中液氧 煤油、液氧 液氢是应用最广泛的搭配方案。
液氧甲烷作为火箭燃料，由液态氧气和甲烷混合而成。甲烷是天然气的主要成分，已成为火箭发动机研究者无法忽视的燃料选项。
基于液氧甲烷成本低廉，甲烷发动机不积碳、易维护的特质和可全生命周期监测的属性，朱雀三号火箭一级发动机在火箭回收后可不下箭检查，加注完成即可再次飞行，实现航班化运营，发射成本相较一次性火箭可降低80%至90%。
航天专家认为，在世界范围内，液氧甲烷火箭已进入快速研制发展期，面对未来大规模进出空间、航班化运输需求，大推力、高性能、可重复使用的液氧甲烷发动机是液体主动力发展的重要方向。
03 为朱雀三号未来的首飞及回收奠定基础
早在2023年7月12日，蓝箭航天的朱雀二号发射成功，便已突破记录，成为全球首枚成功入轨的液氧甲烷火箭，标志着我国运载火箭在新型低成本液体推进剂应用方面取得突破。
今年的1月19日，蓝箭航天朱雀三号大型可复用液氧甲烷火箭首枚试验箭，在酒泉卫星发射中心圆满完成飞试任务，为朱雀三号实现2025年“首飞”奠定了重要技术基础。
而本次任务的试验箭是以全尺寸发动机构建的工程样机，作为蓝箭航天重复使用火箭工程研制的重要一环。通过两次垂直起降回收试验，型号团队成功验证了多项重复使用火箭关键技术，为朱雀三号未来的首飞及回收奠定了基础。
综合来源：新华社、央视新闻等
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