我国首款先进不锈钢材质火箭——朱雀三号圆满完成一万米高空垂直起降飞行
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我国首款先进不锈钢材质火箭——朱雀三号,在2024年9月11日圆满完成了一万米高空垂直起降飞行试验,这一成就标志着中国商业航天在可重复使用运载火箭技术上取得了重大突破,以下是对朱雀三号火箭及其飞行试验的详细归纳:
一、火箭简介
朱雀三号(ZQ-3)是蓝箭航天的下一代可重复使用液氧甲烷运载火箭,也是中国首款不锈钢液体运载火箭,其主要特点包括:
1、箭体结构:箭体直径4.5米,整流罩直径5.2米,全箭总长76.6米,采用高强度不锈钢材质,这种材料成本低廉、焊接工艺性好,能够大幅降低中大型液体火箭的生产制造成本。
2、动力系统:起飞质量约660吨,起飞推力约900吨,采用蓝箭航天自主研制的80吨级天鹊系列液氧甲烷发动机,该发动机不仅推力强劲,还具备正交双摆、45%\~111%变推力调节和多次点火能力,为实现火箭的重复使用提供了强有力的动力保障。
3、设计目标:朱雀三号一子级设计复用次数不少于20次,一次性使用任务的低轨运载能力可达21.3吨,航区回收任务为18.3吨,可支撑我国卫星互联网组网高密度发射、大型通信卫星GTO轨道发射、各型飞船发射。
二、飞行试验
1、试验时间:2024年9月11日12时00分。
2、试验地点:我国酒泉卫星发射中心的蓝箭航天液氧甲烷火箭发射工位。
3、试验过程:
* 朱雀三号VTVL-1试验箭空中飞行总时间为200.7秒,经历了上升、发动机关机、无动力滑行、发动机空中二次起动、软着陆的过程。
* 起飞后约113秒发动机第一次关机,火箭依靠惯性继续飞行至距地面高度10002米的最高点。
* 为抵消36米/秒的高空横风干扰,火箭依靠高空风修正、栅格舵、冷气姿控来稳定飞行姿态。
* 无动力滑行约40秒后,火箭高度降至4.64公里,速度达到0.8马赫,发动机100%工况二次点火。
* 火箭随即进入着陆减速段,并通过在线制导控制算法调节发动机推力和飞行状态,引导箭体在距离发射工位约3.2公里的回收场坪实现软着陆。
4、试验结果:着陆位置中心点距离回收场坪中心位置1.7米,着陆垂直速度-1.65米/秒,着陆姿态角偏差为0.3°,各项指标均满足预期设计,达到国内领先水平。
三、技术突破
1、垂直起降返回技术:国内首次实现垂直起降返回火箭空中二次点火、跨音速大动压环境下“栅格舵-冷气姿控-发动机”联合制导控制、高空风实时风修技术工程化应用等技术验证。
2、重复使用技术:朱雀三号的成功试验标志着中国商业航天在可重复使用运载火箭技术上取得重大突破,为将来实现大运力、低成本、高频次、可重复使用的航天发射迈出了关键性的一步。
四、市场前景
朱雀三号的成功试验不仅展示了中国航天技术的成熟和自主创新能力的增强,还预示着中国在航天领域的自主权和研发权利的进一步提升,据估算,朱雀三号的发射成本将比传统一次性使用火箭低80%至90%,这将极大地促进商业航天的市场化进程,全球对太空资源开发的加速推进,商业航天的市场需求将持续增长,为朱雀三号等可重复使用火箭提供广阔的市场空间。
朱雀三号火箭的成功试验是中国航天事业发展史中的一座重要里程碑,它不仅彰显了我国航天科技的雄厚实力与创新精神,更为我国航天事业的未来发展开拓了新的路径。