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國內首次!可重復使用技術驗證火箭復用飛行成功!

2023-12-11 09:59:41   來源:投資家網  作者: 

摘要:星際榮耀雙曲線二號可重復使用驗證火箭第二次飛行試驗圓滿成功

2023年12月10日17時07分,北京星際榮耀空間科技股份有限公司雙曲線二號可重復使用液氧甲烷驗證火箭(代號SQX-2Y)在我國酒泉衛星發射中心開展第二次飛行試驗任務,本次試驗飛行高度為343.12m,飛行時間63.15s,目標橫向位移50m,著陸位置精度約0.295m,著陸速度1.1m/s,著陸姿態角約1.18°,滾動角約4.4°,火箭著陸平穩精確,狀態安全恢復,飛行試驗任務取得圓滿成功。

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該火箭于2023年11月2日圓滿完成了首次垂直起降飛行試驗,首飛完成后,星際榮耀在僅二十天的時間內便完成了火箭的重復使用維護檢測工作,再次轉場執行重復使用飛行任務并取得了圓滿成功,該次飛行進一步獲取了各系統飛行數據子樣,為可重復使用運載火箭更多次、更高效的復用飛行提供了技術積累,并為公司正在開展的中大型可重復使用運載火箭雙曲線三號的研制工作提供了關鍵技術驗證。

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SQX-2Y起飛瞬間

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SQX-2Y飛行狀態

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SQX-2Y著陸瞬間


雙曲線二號驗證火箭圓滿完成第二次飛行試驗任務,實現了國內首次可復用火箭的復用飛行。本次任務驗證了國內首款成功完成垂直起降回收任務的全尺寸液氧甲烷火箭一子級的快速重復使用能力,低空返回和著陸技術可靠性,火箭復用極簡檢測流程、規范和標準,各系統及單機重復飛行可靠性和復雜環境適應性,簡維護、短周期、高頻次重復飛行的可行性,火箭回收區處理系統的適應性。


本次任務采用的焦點一號可重復使用深度變推力液氧甲烷發動機(代號JD-1)能夠在檢測后實現快速復用飛行,說明了液氧甲烷作為推進劑具備低成本、簡維護、獲取方便的天然優勢。此次飛行,星際榮耀成功解決了垂直回收的“最后一公里”任務剖面中復雜氣動、力、熱干擾與高精度著陸、低過載落地等新型需求之間衍生的問題和關鍵技術,填補了國內該領域的空白。

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SQX-2Y精準著陸·


為更好適應可重復使用運載火箭飛行任務空域速域包絡大、動力學特性變化大、環境不確定性大等特點,SQX-2Y火箭創新引入具有在線任務重構能力的自適應控制技術,有效規避了采用離線規劃的標稱任務軌跡可能導致的運載能力和推進劑消耗的顯著損失,提高了可重復使用運載火箭的經濟性指標,該技術在兩次飛行試驗中得到了有效驗證。


本次飛行前的復用檢測,首次應用了星際榮耀團隊自研的復用火箭智能健康監測系統,系統根據前期實際飛行試驗力熱等環境數據、地面BIT(內置測試)測試數據自動監測診斷箭上各單機設備的健康狀態,快速給出各單機是否工作正常的結論,解決了單機設備裝箭后不便測量的問題,實現了在單機產品不下箭的情況下快速對電氣系統狀態進行確認,極大的提高了復用檢測效率,上述技術的探索為重復使用火箭實現快速復用飛行奠定了基礎。


作為可重復使用火箭,針對不同發射需求,每次任務的飛行高度和落點等彈道參數會有所不同,為此,SQX-2Y在控制算法以及軟件架構上開展了針對性設計,做到了飛行軟件的模式化、通用化,在不更改飛行軟件技術狀態的情況下,僅通過更改飛行諸元就能便捷的調整飛行高度和著陸點等彈道參數,保證了軟件系統工作的可靠性。


該火箭兩次飛行使用的發射場,是國內首個起降一體化簡捷發射場系統,不依托大型固定地面設施,地面加注供氣設備、發射支持設備均具有靈活組裝及遷移的能力,同時具備射前無人值守能力,兼顧發射前的氣液準備與回收后的處理需求。首次使用移動式回收區智能無線測發系統、推進劑安全泄出及氣液回收處理系統等完成火箭回收處理。該發射場及相關設備設施具有快速檢修、維護能力,檢修維護周期可控制在10天以內,滿足下次飛行條件,為實現火箭快速復飛和航班化發射奠定了堅實基礎。


星際榮耀自主研發的箭載單機為兩次任務實現完美加持?!靶莿右惶枴弊鳛橐后w火箭發動機“控制中樞”可實現高效智能控制,采用交叉冗余的重構型設計架構,能夠實現發動機的啟動關機控制、時序控制、連續可變推力調節、遙測量采集、故障診斷、快速檢測與智能維護等功能?!靶强匾惶枴奔d計算機作為火箭的“大腦”,采用基于先進處理器的多模冗余設計方案,極大提高系統可靠性和故障檢測處理能力,其綜合電子系統通用化、系列化、模塊化的設計思路為后續降低發射服務費用、提升運載能力提供了有效手段。

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SQX-2Y著陸狀態


在兩次發射任務中,項目管理團隊發揮出色統籌能力,充分整合、利用現有設計、生產、外協、保障等資源,有效保證型號進度預期,并略有提前;在供應鏈管理層面,公司與各領域優質供應商互信互任,建立充分儲備快速響應各項需求,確保任務高效順利開展;在質量管理方面,團隊總結多次任務經驗,持續優化流程標準,杜絕風險,嚴格監督、落實箭上系統和地面系統各項工作質量要求,為型號飛行試驗的成功提供有效保障。


星際榮耀雙曲線二號驗證火箭同一產品連續圓滿完成兩次垂直起降飛行任務,意味著中國商業航天在液體運載火箭的可重復使用技術能力上取得了重要突破。后續星際榮耀將認真總結分析SQX-2Y火箭兩次飛行試驗的寶貴數據及經驗,在中大型液氧甲烷可重復使用運載火箭SQX-3的關鍵技術創新與突破方面持續發力、不斷探索,為中國航天可重復使用運載火箭技術的快速發展持續貢獻力量。

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