中国火箭精准回收获突破 用“苍蝇拍”控制姿态

  • 日期:08-15
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长征二号C火箭上的格栅舵就像一个“苍蝇拍”

[环球时报报道记者马军的特约记者魏云峰]当美国太空探索技术公司(SpaceX)的“猎鹰9”运载火箭发射时,标志性火箭回收的第一阶段将永远引起全球航空航天爱好者们感叹。 7月26日,随着长征二号C运载火箭在西昌发射中心的成功发射,中国首次成功验证了一级着陆点精确控制技术,成为仅次于美国的世界第二。的国家。准确的火箭回收有什么困难?可控技术在中国取得突破的意义何在?

栅格舵是关键设备

《环球时报》记者28日从中国航天科技集团第一研究所获悉,7月26日13时40分,贵州布依族和苗族成功发现了长征2号C火箭的第一次残骸。自治州。这一点在设定的下降区域内,这标志着中国运载火箭首次“光栅舵分离车身安全控制技术”测试的成功,使中国成为仅次于美国的第二个掌握该技术的国家。这是中国航天在可控和精确回收领域的重大突破,也是可重复使用的运载火箭迈出的坚实一步。

为什么在众多航空航天大国中,只有美国和中国在这一领域取得了突破?中国航天专家,小火箭联合会创始人邢强博士告诉记者,火箭第一阶段与火箭主体分离后,残骸的空气动力学形状发生了变化。从高空坠落时的飞行轨迹与火箭起飞阶段完全不同。如果您想要准确地恢复第一级残骸,您不仅需要掌握其空气动力学特性,还需要掌握特殊的姿态控制设备。长征火箭使用的格栅舵是其中之一。

格栅舵看起来有点像“苍蝇拍”,是一种非常规的空气动力学稳定和控制舵。邢强说,它的空气动力学设计非常复杂。如果设计合理,可以提高飞机的飞行稳定性和操控性;但如果设计不当,会带来很大的阻力。另外,网格舵的结构比较复杂,加工工艺要求很高,也限制了其广泛的应用。据报道,火箭舵需要靠近火箭上升部分的火箭,以免影响发射任务。在重新进入残骸时,必须完成一系列复杂的动作,例如根据控制命令解锁 - 扩展 - 旋转,并且还要经受数千度。高温,自身重量影响近10倍。

航天强国研究热点

最早对网格翼/方向舵的研究是苏联,它适用于SS-20战略导弹和R-77中程空空导弹等武器。美国对网格翼的研究工作相对较晚,但发展速度非常快。被称为“炸弹之母”的GBU-43大型空气炸弹炸弹依靠网格翼来确保精确的飞行控制。通过电网机翼和反推力系统的完美配合,实现了Falcon 9火箭的第一阶段回收。

中国神舟系列载人航天器的逃生翼也使用网格翼。此外,第一次成功发射中国私人运营火箭,星际争霸荣耀25日发射的“KD曲线一号”火箭尾翼也采用了网格翼设计。

长征二号C运载火箭的副总设计师崔兆云说:“在中国长征2F载人运载火箭上使用的电网机翼在展开后已经固定。近年来,外国火箭已经开始振荡网格舵控制箭头的方向和姿态。本实验使用网格舵来控制残骸点,这是中国的第一次尝试。虽然大中型长征二号C火箭由与小型火箭相比,这个难点更大,但是创新推动了发展,这使得长征II C不再令人困惑,重新焕发了活力。“

“中国比美国更需要”

据《环球时报》报道,记者了解到,启动验证的新技术对中国具有更为现实的意义。减少传统火箭发射时对该地区人民造成的不便。

该国空间探测技术首席科学传播专家庞志浩告诉《环球时报》,当传统火箭发射时,第一,第二甚至整流罩和其他残骸从天而降,无法控制,并且着陆点很大,可能涉及居住区。为了确保人员的安全,目前中国的做法是在每次火箭发射前将该地区的人员撤离到安全地点。这不仅给当地人民带来不便,而且还增加了火箭发射的经济成本和难度。真正的问题是,由于社会的快速发展和人口的迅速增加,中国在20世纪60年代和70年代建成的内陆火箭发射区不再是绝对的无人区。近年来,它与贵州和江西有关。地面的火箭残骸不时出现在新闻媒体上。掌握了火箭残骸的可控技术,对解决我国着陆区安全问题具有重要意义。

邢强说,由于天生的地理因素,火箭残骸的问题已经引起许多国家的头疼。例如,在英国的早期,由于运载火箭的残骸,它位于法国巴黎和德国柏林附近,并被迫放弃在不列颠群岛发射火箭的计划。相对来说,美国在这方面很幸运。肯尼迪航天中心的火箭残骸将坠落到大西洋。从范登堡空军基地发射的火箭将在太平洋。因此,在美国开发相关技术的原因主要集中在火箭的可重用性上。上。除了海南文昌发射中心外,现有的内陆火箭发射场必须更加注重降落区的安全。因此,可以说中国需要掌握火箭残骸的可控技术而不是美国。 ▲