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朱雀三号遥二运载火箭成功实现陆地回收,当初遥一失败是何原因?

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朱雀三号一子级使用9台天鹊发动机,采用液氧+甲烷作为推进剂,这种燃料的好处是环保、推力调节灵活,并且没有积碳,便于回收。

正常的回收流程是这样的:一子级与二子级分离后,在惯性作用下会继续上升到距离地表约130公里高度,随后进行“高空返回调姿”。



在下降到约80公里处一子级会进行点火减速(再入点火),3台发动机工作约40秒,将速度降低到安全范围。

此处大气已经较外层空间浓厚一些,可以靠栅格舵和边条翼进行气动滑行,控制姿态并进一步减速。

最后在约3.3公里的高度,一子级执行“着陆点火”,即用反推发动机做“急刹车”,将下落速度从数百米每秒骤降到接近零,然后展开着陆支腿实现软着陆。



实际上,去年12月的遥一运载火箭,前面的流程都走得相当不错,从再入点火到高速气动滑行段的箭体姿态、栅格舵控制,都表现良好。但在3.3公里处的点火时,出了问题。其实点火本身的动作也实现了,但点火过程中发生了异常燃烧,导致火箭未能平稳着陆,在着陆场坪旁边坠毁,还发生了爆炸。

在对遥一的失败进行分析后,蓝箭航天对遥二火箭进行了大量调整。比如,点火发动机从五台减少到三台,提升回收阶段飞行可靠性。还有通过尾舱氮气吹除和防热结构增强等手段,避免甲烷气体回流引发爆炸。

通过多项技术的改善,历经8个月的努力,蓝箭航天终于取得成功,让朱雀三号遥二运载火箭平稳着陆。



实际上,蓝箭航天和马斯克的SpaceX走了两条不同的发展路径。马斯克奉行不断试错,通过实践找问题的理念,所以SpaceX经常试射,经常爆炸。但蓝箭航天没有走这条路,因为中国的资本市场无法支撑这么庞大的损失,所以只能不断通过模拟的方式找问题,将失败率降到最低再试射。

但模拟终究不能完全替代实践,很多问题注定只能在现实环境中才会暴露出来,所以第一次试射的失败在所难免。正如蓝箭航天副总裁刘建所说,“我们原先不知道火箭再入的环境条件、载荷有多大……但实际的环境要通过实验箭、通过飞行实验去确认”。



这就回到马斯克每次火箭失败时说的那句话:虽然失败了,但收集到了大量的数据,积累了大量经验。朱雀三号遥一火箭也是同样的道理,它确实没有回收成功,但它采集的遥测参数、飞行环境数据都为遥二的成功奠定了坚实基础。遥二的成功,离不开遥一的失败。

好在经过足够丰富的模拟,蓝箭航天将失败的试射次数控制得足够低。马斯克求快,中国求稳,最终殊途同归。随着朱雀三号遥二火箭的成功回收,蓝箭航天也会在保稳的情况下,开始提速。

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