談星艦“筷子夾火箭” 藍箭航天朱雀三號火箭型號副總師董鍇:距離完全複用運載器僅一步之遙
財聯社10月15日訊(記者 郭鬆嶠)北京時間13日晚間,美國太空探索技術公司(SpaceX)發射了星艦火箭的第五次測試飛行,並首次成功捕捉到超過20層樓高的助推器。這一嘗試也被比喻爲用“筷子”夾住火箭。
針對此次試飛,財聯社記者今日採訪中國民營火箭公司藍箭航天朱雀三號火箭型號副總師董鍇和藍箭航天研發中心技術戰略部總經理袁宇。
袁宇對財聯社記者表示,星艦系統在第五次飛行中,基本實現了項目最初對外展示時的完成度,包括兩級重型火箭,一級採用“筷子”回收方式,二級則進行再入返回,並通過垂直降落,最終轉爲豎直狀態在地面着陸。
“亮點:距離完全複用運載器僅一步之遙”
“地面發射臺支撐臂‘夾住’星艦一子級的畫面,就如同2018年獵鷹重型兩個助推同時回收成功時一樣的科幻和震撼。”董鍇對記者表示,SpaceX“星艦”第五次試飛最大的亮點就是在前四次飛行的基礎上,成功完成了超重型一子級的回收和二級在預定位置的精準濺落——距離完全複用運載器僅一步之遙。
藍箭航天研發中心技術戰略部總經理袁宇認爲,這次飛行的最大亮點在於全系統所有技術目標都得到了驗證,向全世界證明了這一整套新的大方案是可行的。這包括一級的懸掛回收和二級的再入返回回收。由此,對於中國和其他航天強國來說,未來兩級可重複使用重型火箭的發展方向應該怎麼走可能有了一個明確的目標。這對整個行業的發展來說是比較有意義的。
相比垂直降落落地有哪些優缺點?
董鍇表示,因爲超重型火箭本身的重量已經很大,這種快速回收方式最直接的好處就是減輕了回收支腿部分的重量,相當於降低了結構乾重,對於提升和保障火箭的運載能力,以及實現運載體的最終目標,都是大有好處的。如果這麼大的火箭還採用直腿回收,那麼直腿的重量也是非常可觀的。這是筷子回收的核心目的,也是它最直觀的好處。
“代價就是筷子回收對地面基礎設施有特殊要求,需要建設專門的裝置設施,這意味着只適合陸地上的返場回收,而對於海上回收可能不太適用。再就是,控制水平的高低直接決定了試錯的成本,一旦失敗,可能導致火箭和發射塔同時損壞。所以需要通過前幾次的驗證來規避這些風險。”董鍇說。
“筷子夾火箭”的技術難點在哪,中國航天是否可以對標的相關技術突破點?
董鍇表示,從“筷子夾火箭”本身來看,它與正常的火箭回收在本質上沒有特別大的區別,但難點確實存在。
“首先,對精度的要求更高,整個‘筷子’的空間有限,火箭朝它移動時,允許的相對位置和距離的誤差範圍不像在陸地上回收那麼大。其次,對速度也有要求。因爲速度決定了‘筷子’的強度。如果支腿的速度控制偏差稍微大一些,我可以把支腿的強度做大一些,只要能扛得住,相對容錯範圍就會寬一些。”董鍇說。
董鍇認爲,在回收火箭前期的技術驗證中,大家都在追求高精度、高速度。支腿方式的容錯範圍更大一些,而筷子夾火箭的水平則更高了,達到了一個新的程度。但因爲前期試錯成本會比較高,目前國內可能有企業在商業計劃書上這樣寫,但是支腿回收是前期驗證必不可少的,就像跑之前都要先學會走路一樣,現在大家都還在走的階段,還沒有完全達到熟練的程度。要實現好這一點,估計還需要一段時間。
談中國商業航天與星艦的差距和發力方向
“目前差距是非常明顯的,我們還不敢說與星艦進行直接比較,還是‘趕上並超越世界先進水平’,要先趕上。”董鍇談到。
董鍇表示,目前短期內目標,是努力趕上獵鷹九號穩定發射和回收的水平。差距最直觀的指標就是運力投放能力。
“未來,我們要修煉好內功,首要核心,還是先通過朱雀三號來實現中國重複使用火箭有無的問題,通過輕質不鏽鋼、全流量發動機等,實現製造對設計的快速響應、快速驗證。我認爲這是追趕的基礎。”董鍇說。
談藍箭航天短期目標
今年9月11日,藍箭航天自主研發的朱雀三號VTVL-1可重複使用垂直起降回收試驗箭,在我國酒泉衛星發射中心·藍箭航天液氧甲烷火箭發射工位,圓滿完成十公里級垂直起降返回飛行試驗。
董鍇表示,自9月份在酒泉完成了10公里垂直起降飛行後,我們的回收複用工作主要瞄着朱雀三號的首飛狀態來進行。目前在貯箱製造、發動機以及地面一體化測控方面,基本上已具備了可以進入到工程配套的階段。
“順利地話,計劃明年一季度,朱雀三號可能會首次以完全體形態參加大型地面試驗。並且在明年,我們計劃開始進行朱雀三號的三次飛行,期望在三次飛行內能夠實現一子級的回收。”董鍇談到。