試驗現(xiàn)場 本文圖片除署名外均由中國航天科技集團提供

　　2024年6月23日，我國重復(fù)使用運載火箭首次10公里級垂直起降飛行試驗圓滿成功，火箭由中國航天科技集團八院(又稱上海航天技術(shù)研究院)抓總研制。

　　下午1時許，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，3.8米直徑的重復(fù)使用運載火箭新技術(shù)驗證箭豎立在場坪發(fā)射臺上，3臺變推液氧甲烷發(fā)動機點火，噴出藍色尾焰，箭體上升至約12公里高度，中心發(fā)動機調(diào)節(jié)推力，火箭受控下降，在距離地面50米處，四條著陸腿展開，隨后火箭緩速下降，高度趨近于零，穩(wěn)穩(wěn)落在回收場坪，實現(xiàn)定點垂直軟著陸。

　　

 

　　吊裝現(xiàn)場

　　本次試驗是目前國內(nèi)重復(fù)使用運載火箭最大規(guī)模的垂直起降飛行試驗，也是國內(nèi)自主研制的深度變推液氧甲烷發(fā)動機在10公里級返回飛行中的首次應(yīng)用。液氧甲烷發(fā)動機為火箭提供動力，低溫的液氧、甲烷推進劑在充分燃燒后只產(chǎn)生水和二氧化碳，不僅清潔環(huán)保，還沒有結(jié)焦積碳問題，有利于發(fā)動機的重復(fù)使用。同時甲烷制取成本較低，適應(yīng)火箭商業(yè)化發(fā)展方向。

　　

 

　　巍巍矗立

　　試驗全程用時6分鐘左右，火箭經(jīng)歷了加速上升、減速上升、加速下降、減速下降、緩速下降五個階段，實現(xiàn)“起得來、控得準(zhǔn)、展得開、落得穩(wěn)”。

　　試驗全面驗證了3.8米直徑箭體結(jié)構(gòu)、大承載著陸緩沖技術(shù)、大推力強變推可復(fù)用發(fā)動機技術(shù)、雙低溫增壓輸送技術(shù)、返回著陸的高精度導(dǎo)航制導(dǎo)控制技術(shù)及健康監(jiān)測技術(shù)，為2025年如期實現(xiàn)4米級重復(fù)使用運載火箭首飛奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

　　其中，大承載著陸緩沖系統(tǒng)實現(xiàn)了國內(nèi)首次“飛行鎖定、空中展開、觸地吸能”技術(shù)驗證。大推力強變推可復(fù)用動力系統(tǒng)首次成功驗證了多機并聯(lián)深度變推液氧甲烷發(fā)動機與運載火箭總體的匹配性。返回著陸控制系統(tǒng)具備全程自主在線規(guī)劃和自適應(yīng)干擾補償能力，實現(xiàn)了強干擾下“雙零狀態(tài)”(高度、速度同時接近為零)的定點軟著陸，達到國際先進水平。

　　

 

　　著陸腿展開 胡藍月 圖

　　著陸緩沖系統(tǒng)是火箭軟著陸的關(guān)鍵，四條著陸腿里的緩沖器可以吸收掉箭體著陸時的動能和勢能，使火箭平穩(wěn)著陸。

　　

 

　　箭與星軌

　　本次試驗飛行剖面的頂點為海拔約12公里的平流層。后續(xù)，研制團隊將開展重復(fù)使用運載火箭70公里級垂直起降試驗，基本覆蓋火箭一子級飛行剖面，向著重復(fù)使用運載火箭首飛目標(biāo)再邁進一大步。

　　當(dāng)前，世界各國都在大力發(fā)展重復(fù)使用運載火箭，傘降回收、傘降加氣囊、有翼水平回收等方案各有所長。垂直起降回收是在火箭原有外形上進行改進，增加了柵格舵、返回控制系統(tǒng)、著陸緩沖系統(tǒng)等，使火箭一子級得以重復(fù)利用，進一步提升火箭運載效率，降低人類進出太空的經(jīng)濟成本。