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我国民营航天企业自主研发的可回收火箭飞行试验成功

2018-01-10 13:14   浏览:1093 次    来源:翎客航天
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近日,翎客航天(深圳市翎客航天技术有限公司,成立于2014年1月,是国内首家从事航天系统产品研发与制造的民营公司,爱航天网备注)在山东龙口的火箭试验基地成功完成RLV-T3火箭的标称弹道飞行试验。不同于之前200多次飞行,本次试验最大突破在于实现了标称弹道全程自主飞行(A点至B点矩形弹道,即从地面起飞至地面软着陆),全程未触发外界保护措施,飞行弹道精度小于0.15m,着陆点精度小于0.2m。本次试验成功标志着翎客航天火箭低空回收技术日趋成熟,距离高空自由飞回收试验更进一步。这不仅是国内通过单台火箭发动机矢量控制实现该技术的首个案例,亦是中国在可重复发射技术方面的一个里程碑。那么现在,就让火箭哥带你们一起感受火箭起飞的震撼和回收的喜悦,一起了解RLV-T3背后的传奇故事。

详细介绍前,先让我们一起细数国内外在VTVL火箭(Vertical Takeoff and Vertical Landing,垂直起降技术)的行业前辈与经典案例,共同了解这项技术发展过程中的跌宕起伏与其所带来的新机遇。

翎客航天 RLV-T系列

细数了行业前辈们的发展历史,我们可以看到垂直起降技术的发展并非一帆风顺,而其今天所受到的瞩目正是源于一次又一次的探索与波折。接下来就让我们一起了解中国首家民营航天公司在垂直起降方面所做的工作与展望。

翎客航天早在2014年成立之初便开始启动变推力液体火箭发动机的研制项目,并于2014年8月首次实现3kN额度推力的发动机整机试车,在当年12月前先后完成了十余次不同推力状态的点火试验,积累了大量实验数据及试验方法。

2015年下半年,翎客航天正式启动了RLV-T系列垂直起降原理飞行器的研制工作,与此同时在山东新建的试验基地也在设计之初考虑了后续低空悬停软着陆等一系列试验的需求,增设了安全保护及地面冷却等功能,确保了后续试验的顺利开展。

2016年6月15日,RLV-T1完成了首次系留保护状态下的全箭点火试验,并在接下来的一个月内频繁开展了各种细分状态下的单点技术试验。箭上诸如可重复变推力液体发动机、增压输送、低温线性伺服阀、箭载控制系统等各关键分系统均由翎客航天自主研制,并在设计之初考虑到现场需要频繁调试的试验需求。因此RLV-T系列飞行器均具有现场无线程序更新功能,一天中最多可使用同一枚火箭进行7次不同状态的飞行试验。

2016年7月13日,在历经70余次不同状态的点火试验后,翎客航天终于在RLV-T1垂直起降飞行器上实现了首次悬停飞行,这也是国内首次通过单发动机矢量控制技术实现火箭悬停飞行,而这70余次的飞行试验均使用同一枚火箭及发动机,且过程中未更换过任何组件,展现了该变推力发动机良好的可维护性和重复使用特性。

翎客航天的RLV-T1首次实现悬停飞行

图:翎客航天的RLV-T1首次实现悬停飞行

在此之后,翎客航天先后衍生设计了3个不同版本的可重复试验平台,其各个版本的设计初衷也各不相同,例如RLV-T2具有更高的结构效率及可收缩着陆腿,可满足更长更高的弹道飞行试验需求,而RLV-T3则是基于RLV-T1的方案着重进行着陆机构设计以满足频繁起降飞行试验。

这一切的初衷便是为了能够在短时间、低投入情况下针对不同的关键技术难点对象实现快速迭代设计,从而在积累大量试验数据的基础上加快研发的整体速度并有效控制技术风险。

从2016年6月至今,翎客航天已完成近300次、数十种状态参数及控制模型下的悬停飞行试验,积累了大量的试验数据与工程经验,并通过数据分析筛选出了较优的控制算法进行空间位置及飞行姿态控制。

翎客航天自主研制的RLV-T系列飞行器进行飞行试验

图:翎客航天自主研制的RLV-T系列飞行器进行飞行试验

2018年1月4日,随着熟悉的轰鸣声响起,翎客航天RLV-T3垂直起降飞行器在山东龙口的试验场上拔地而起,在进行定点悬停、平移飞行等一系列动作后,圆满完成了从A点到B点的试验目标。随后几天内,RLV-T3又完成了多次类似得弹道飞行,甚至在6级大风情况下,火箭依然具有设计的飞行精度和超强的控制鲁棒性,充分验证了火箭全系统的可靠性和回收控制技术的成熟。根据试验计划,在经过更多次飞行验证及数据分析之后,翎客航天将会于近期进行火箭高空自由飞回收试验,敬请期待。

2018年,翎客航天将基于目前正在研制的数吨级变推力液体火箭发动机设计规模更大的亚轨道可重复发射火箭。与此同时,于2017年10月发布的翎客航天首款可重复运载火箭“新线一号”(NewLine-1)也进入到详细设计阶段,各关键分系统技术正在有条不紊地推进,目标在2020年实现首飞。

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