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中国火箭重复使hp1000墨盒型号用还要迈几道坎(2)

  长征二号丙运载火箭由中国航天科技集团第一研究院抓总研制。按照长征二号丙火箭副总设计师崔照云的说法,这次尝试,形象地说就是让火箭“倒着飞”——

  长征二号丙运载火箭上升时,位于一子级外侧壁的几片栅格舵紧贴箭体,以避免对发射造成影响。一子级分离后,重新返回大气层,栅格舵完成了“解锁-展开-按控制指令转动”等一系列复杂动作,并承受了上千摄氏度高温、近10倍自重的冲击力。

  小小的栅格舵,展开后如小翅膀,保持着箭体姿态稳定,帮助一子级精准回归地面。

  “其他火箭设计师都是解决火箭如何‘正着飞’进入轨道,我们却逆向思维,探究‘倒着飞’的问题。”长征二号丙运载火箭研发团队设计师张大铭说。

  事实上,针对分离体落区安全控制,研制人员曾提出通过翼伞回收和栅格舵返回两种技术方案。

  此前,我国发射神舟载人飞船的长征二号F火箭,也曾安装过栅格翼,其目的是保证逃逸飞行器的稳定性。

  崔照云说,长征二号F火箭的栅格翼展开后是固定不动的,近几年,国外火箭上才开始通过可摆动的栅格舵来控制箭体的方向和姿态。

  比如,全球唯一实现重复使用的“猎鹰-9”火箭,使用的就是栅格舵技术。

  2015年12月,在“猎鹰-9”火箭第20次发射任务中,一子级首次成功着陆。一子级重返大气后,进行减速,调整箭体姿态。接近地面时,火箭一子级顶部四个栅格翼展开,对箭体姿态进行稳定。主发动机再次点火,火箭进一步减速,一子级逐渐接近地面着陆场,实施软着陆。

  如今,我国试验采用栅格舵控制残骸落点,也属首次尝试,科研人员担负着“巨大的心理压力”。

  崔照云说,此次试验选择在大中型成熟运载火箭最大的一子级上安装栅格舵,要保证对火箭发射不能造成任何影响;在一子级返回地面过程中,栅格舵要经受上千摄氏度高温、近10倍自重的冲击力,对提升研发制造技术不失为一种“巨大挑战”。

  现在“落得准”,将来要“落得稳”

  接受这个“有很大难度”任务的,却是一支只有10余人、平均年龄不足35岁的年轻研发团队。于他们而言,最大的特点就是“敢闯敢干”。

  以电气系统为例,这是控制栅格舵动作的“大脑”,新一代电气系统首次从实验室飞向蓝天,成功完成了飞行控制和数据传输任务。

  电气系统负责人彭越告诉记者,火箭上传统的电气系统,虽然设计成熟、性能稳定、飞行成功经验多,但单机设备体积大、数量多、成本高,显得较为臃肿。这次下决心要做新一代电气系统,就是将测量、控制、遥测遥控等功能统统整合在一个约为巴掌大小的盒子里。

  “栅格舵控制的核心算法全部自主完成,手机安装配套的应用程序就知道火箭被控部件下落的实时位置。可以说是重量不大功能全,价格不高可靠性高。”彭越说。

  面对成功,这些年轻人兴奋之余,也清醒地意识到:这次试验与真正的火箭重复使用尚有距离。实现重复使用,火箭不仅要“落得准”,还要“落得稳”。

  中国工程院院士、中国航天科技集团第一研究院长征系列运载火箭高级顾问龙乐豪曾表示,对于包括长征三号甲、长征四号在内的现役运载火箭,无法重复使用,只能通过回收技术,实现落区精确控制,确保其航区安全。

  “中国重复使用运载器的技术研发应按照从“部分重复使用”到“完全重复使用”的发展思路。未来的新型运载火箭,从立项研制开始就要开展垂直起降关键技术研究。”龙乐豪说,火箭将采用芯级与助推捆绑整体垂直降落回收方式:两个助推器与一子级捆绑后作为一个整体进行垂直着陆、重复使用。火箭一、二级分离后,采用整体垂直降落的返回方式实现减速和着陆,可根据不同任务需求返回原发射场或其他发射场。

  根据中国航天科技集团第一研究院此前发布的《2017-2045年航天运输系统发展路线图》,到2030年前后,我国将研制成功以火箭发动机为动力的两级完全重复使用运载器,航天运输系统水平和能力进入世界航天强国前列。到2035年左右,运载火箭实现完全重复使用。

  那时,快速而廉价地进出太空,进行太空旅游,太空制造、太空农业、太空采矿等等,或许都有望从科幻大片里走进现实。(记者 邱晨辉)

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