谈星舰“筷子夹火箭” 蓝箭航天朱雀三号火箭型号副总师董锴:距离完全复用运载器仅一步之遥
财联社10月15日讯(记者 郭松峤)北京时间13日晚间,美国太空探索技术公司(SpaceX)发射了星舰火箭的第五次测试飞行,并首次成功捕捉到超过20层楼高的助推器。这一尝试也被比喻为用“筷子”夹住火箭。
针对此次试飞,财联社记者今日采访中国民营火箭公司蓝箭航天朱雀三号火箭型号副总师董锴和蓝箭航天研发中心技术战略部总经理袁宇。
袁宇对财联社记者表示,星舰系统在第五次飞行中,基本实现了项目最初对外展示时的完成度,包括两级重型火箭,一级采用“筷子”回收方式,二级则进行再入返回,并通过垂直降落,最终转为竖直状态在地面着陆。
“亮点:距离完全复用运载器仅一步之遥”
“地面发射台支撑臂‘夹住’星舰一子级的画面,就如同2018年猎鹰重型两个助推同时回收成功时一样的科幻和震撼。”董锴对记者表示,SpaceX“星舰”第五次试飞最大的亮点就是在前四次飞行的基础上,成功完成了超重型一子级的回收和二级在预定位置的精准溅落——距离完全复用运载器仅一步之遥。
蓝箭航天研发中心技术战略部总经理袁宇认为,这次飞行的最大亮点在于全系统所有技术目标都得到了验证,向全世界证明了这一整套新的大方案是可行的。这包括一级的悬挂回收和二级的再入返回回收。由此,对于中国和其他航天强国来说,未来两级可重复使用重型火箭的发展方向应该怎么走可能有了一个明确的目标。这对整个行业的发展来说是比较有意义的。
相比垂直降落落地有哪些优缺点?
董锴表示,因为超重型火箭本身的重量已经很大,这种快速回收方式最直接的好处就是减轻了回收支腿部分的重量,相当于降低了结构干重,对于提升和保障火箭的运载能力,以及实现运载体的最终目标,都是大有好处的。如果这么大的火箭还采用直腿回收,那么直腿的重量也是非常可观的。这是筷子回收的核心目的,也是它最直观的好处。
“代价就是筷子回收对地面基础设施有特殊要求,需要建设专门的装置设施,这意味着只适合陆地上的返场回收,而对于海上回收可能不太适用。再就是,控制水平的高低直接决定了试错的成本,一旦失败,可能导致火箭和发射塔同时损坏。所以需要通过前几次的验证来规避这些风险。”董锴说。
“筷子夹火箭”的技术难点在哪,中国航天是否可以对标的相关技术突破点?
董锴表示,从“筷子夹火箭”本身来看,它与正常的火箭回收在本质上没有特别大的区别,但难点确实存在。
“首先,对精度的要求更高,整个‘筷子’的空间有限,火箭朝它移动时,允许的相对位置和距离的误差范围不像在陆地上回收那么大。其次,对速度也有要求。因为速度决定了‘筷子’的强度。如果支腿的速度控制偏差稍微大一些,我可以把支腿的强度做大一些,只要能扛得住,相对容错范围就会宽一些。”董锴说。
董锴认为,在回收火箭前期的技术验证中,大家都在追求高精度、高速度。支腿方式的容错范围更大一些,而筷子夹火箭的水平则更高了,达到了一个新的程度。但因为前期试错成本会比较高,目前国内可能有企业在商业计划书上这样写,但是支腿回收是前期验证必不可少的,就像跑之前都要先学会走路一样,现在大家都还在走的阶段,还没有完全达到熟练的程度。要实现好这一点,估计还需要一段时间。
谈中国商业航天与星舰的差距和发力方向
“目前差距是非常明显的,我们还不敢说与星舰进行直接比较,还是‘赶上并超越世界先进水平’,要先赶上。”董锴谈到。
董锴表示,目前短期内目标,是努力赶上猎鹰九号稳定发射和回收的水平。差距最直观的指标就是运力投放能力。
“未来,我们要修炼好内功,首要核心,还是先通过朱雀三号来实现中国重复使用火箭有无的问题,通过轻质不锈钢、全流量发动机等,实现制造对设计的快速响应、快速验证。我认为这是追赶的基础。”董锴说。
谈蓝箭航天短期目标
今年9月11日,蓝箭航天自主研发的朱雀三号VTVL-1可重复使用垂直起降回收试验箭,在我国酒泉卫星发射中心·蓝箭航天液氧甲烷火箭发射工位,圆满完成十公里级垂直起降返回飞行试验。
董锴表示,自9月份在酒泉完成了10公里垂直起降飞行后,我们的回收复用工作主要瞄着朱雀三号的首飞状态来进行。目前在贮箱制造、发动机以及地面一体化测控方面,基本上已具备了可以进入到工程配套的阶段。
“顺利地话,计划明年一季度,朱雀三号可能会首次以完全体形态参加大型地面试验。并且在明年,我们计划开始进行朱雀三号的三次飞行,期望在三次飞行内能够实现一子级的回收。”董锴谈到。