步步驚心…中用海上網接回收火箭 難如「百層高樓投筆入筒」
長征十號乙運載火箭首創以全球首款「井」字形高強度緩衝攔阻網繫成功捕獲箭體,這不僅是中國首次成功實施運載火箭一級可控回收,更是全球首次運載火箭「網繫回收」任務,讓火箭直接飛進一張海上大網。
文匯報、環球網報導,當前世界主流火箭回收模式多採用「著陸腿」垂直起降。長十乙研發團隊改採海上平台網繫捕獲技術。
中國航天科技集團技術專家陳牧野指出,網繫回收的優勢十分突出,首先能簡化箭上結構,省去笨重的著陸支腿,大幅減輕箭體結構重量,進而提升運載能力與效益;其次,網繫系統能拓寬落點容錯窗口,降低末端姿態控制難度;最後,該整套設備可系列化適配不同尺寸的火箭,通用性更強。其核心邏輯在於「讓平台適配火箭」,而非火箭單方面適配著陸場,大幅降低了箭體設計與發動機調控難度。
這套被形容為在動態中完成精準對接的回收過程,難度形同「百層高樓投筆入筒」。
對接時,由滿載排水量2.5萬噸、具備動力定位能力的巨輪「領航者」號在海上承接。當一級箭體到達網系裝置上空並持續減速時,箭體上的掛索機構會提前展開並與4根「井」字型繩索接觸,網繫裝置隨即通過滑車驅動繩索進行接駁。在完成觸網與緩衝減速後,回收系統會通過輔助穩固繩索進行初步固定,最後由自動鎖緊平台移動至箭體下方完成抱夾鎖緊,如同繫上安全帶般穩固箭體。
返回著陸段是本次發射任務的核心驗證內容。據了解,長十乙的一級在升空150秒左右與二級分離後,將從海拔100公里以上的高度開始下落,以數倍於音速的狀態進入返回飛行階段。
「返回過程會先後經歷滑行調姿段、動力減速段、氣動減速段及著陸段四個階段。」火箭院火箭設計師王聰表示,在滑行調姿段,一級的柵格舵系統會展開,並完成再入姿態調整。在動力減速段,一級的發動機會再次點火,讓一級在進入稠密的大氣層之前踩煞車降速,避免進入大氣層因熱流等不利因素破壞箭體。
隨後,一級將進入氣動減速段,這是防熱設計的關鍵驗證環節。在氣動減速段,火箭依靠柵格舵產生的氣動阻力減速飛行,一級的箭體底部會承受嚴苛的氣動加熱和氣動載荷考驗。最後,一級將進入著陸段,在這個階段會採用「准懸停」控制。
報導指出,長十乙在發射後約8分鐘,一級被海上回收平台精準捕獲,過程堪稱是步步驚心。