对标 SpaceX!国内首次液体火箭公里级垂直起降飞行试验成功 | 顺为天使轮投资企业「深蓝航天」

2022-05-07  顺为新闻

2022 年 5 月 6 日,顺为天使轮投资企业「深蓝航天」自主研发的 “星云-M”1 号试验箭完成了 1 公里级垂直起飞及降落(VTVL)飞行试验,火箭在爬升和下落的过程中同时进行了横向移动,最后降落至着陆场 “靶心” 位置不足 0.5 米的点位,“星云-M” 试验箭成功回收。

一、坚定看好国内商业航天领域

顺为资本自 2017 年开始关注商业航天领域,并于 2019 年 1 月领投深蓝航天天使轮融资。当前,深蓝航天已成为目前全球除美国以外研发回收复用火箭速度最快的中国商业航天公司之一。

此次深蓝航天执行公里级试验所使用的箭体依然是 “星云-M”1 号试验箭,已经执行 3 次飞行任务、7 次地面静态点火,真正做到了液体运载火箭的可回收复用;其所配备的 “雷霆-5” 发动机,是国内首型使用 3D 打印技术实现整机制造的针栓式液氧煤油发动机。此次飞行任务的完成宣告了深蓝航天在中国可回收复用火箭历史上又攀登上了新的高度,离成功实现入轨及回收又迈进了坚实一步。

2021 年 7 月-10 月,“星云-M” 试验箭先后完成了十米级、百米级 VTVL 垂直回收飞行试验,实现了国内液氧煤油火箭两次零的突破。2022 年 5 月,还是同一发火箭,又一次刷新了新的试验高度。深蓝航天已成为目前全球除美国以外研发回收复用火箭速度最快的中国商业航天公司之一。

本次公里级 VTVL 垂直回收飞行试验,标志着深蓝航天仅用 10 个月 3  次发射试验就达到 2012-2013 年 SpaceX 用一年多的时间 8 次的发射试验达到的同等级试验成果。深蓝航天成为了全球第二家完成液氧煤油火箭垂直回收复用全部低空工程试验的公司(第一家为美国的 SpaceX)。

二、公里级 VTVL 垂直回收飞行试验,

刷新国内多项纪录

“星云-M” 公里级 VTVL 垂直回收飞行试验具有四大技术亮点:

  • 飞行试验成本大幅降低

在实现全箭垂直回收的前提下,再次执行飞行任务的成本仅为箭体生产制造成本的约 1%,其中包括一些损耗件的更换、全箭的测试维护费用、推进剂费用等;

  • 单次点火工作时间更长

相比百米级试验,公里级的 VTVL 垂直回收飞行试验,发动机的单次点火工作时间有了大幅跨越,与入轨火箭单级发动机的工作时间更接近。与地面试车状态不同,此次在真实飞行环境中考核发动机大范围变推和长程工作的稳定性,在工程研制中更具有真实性和实际考核意义;

  • 横向制导算法的应用

此次公里级试验,在垂直起飞——垂直着陆的飞行过程中,加入横向制导算法,预先装订目标点坐标,通过箭上计算机进行计算和规划,发出横向制导指令,导引火箭向目标坐标进行横移,开展火箭异地返场回收技术验证,为之后入轨火箭的异地返场回收复用、洲际旅行等进行先期技术验证;

  • 公里级 VTVL 垂直回收飞行试验 多项系数实现突破

此次公里级 VTVL 垂直回收飞行试验中,飞行速度达到 0.2Ma,飞行高度达到 1 公里,这是目前国内开展的飞行高度最高,飞行速度最快,飞行时间最长的垂直回收飞行试验。

通过此次飞行试验,进一步验证了火箭垂直回收过程中的箭体空气动力学问题、以及长时间的力热及振动环境适应性、发动机长时间和大范围的变推工作能力、可重复使用箭体结构及着陆缓冲装置、横向制导及姿态控制能力等关键核心技术,为后续开展 10 公里级垂直回收和入轨级回收打下了坚实基础。

深蓝航天 CEO 霍亮表示:利用回收复用运载火箭构建空天往返运输系统,是人类开发宇宙空间资源和走向 “深蓝” 的关键之一。

深蓝航天 “星云-M” 火箭公里级 VTVL 垂直回收飞行试验的成功,也宣告了低空回收阶段画上了圆满的句号,“星云-M”1 号试验火箭圆满完成了其历史使命。

下一阶段,深蓝航天将采用与入轨火箭完全相同的全尺寸试验火箭,继续进行高空回收试验阶段(类似于 SpaceX 第二阶段采用全尺寸样机 “猎鹰 9 号 R” 进行的回收测试),向着 10km、100km 的高度快速突破迈进,最终实现入轨火箭一子级的可控回收和重复使用。

三、中国航天有力补充,

商业可回收复用运载火箭

2021 年中国常驻联合国(维也纳)代表团向联合国秘书长提交普通照会发布信息称,美国星链计划发射的卫星曾先后两次接近中国空间站,这一行为对中国空间站搭建的航天员生命健康构成威胁。出于安全方面的考虑,中国空间站组合体针对有关美国卫星,实施了两次 “紧急避碰”。然而出现这些问题的关键在于星链计划的卫星发射数量远超中国,截至 2022 年 3 月星链计划发射卫星超过 2000 颗,而实现如此大量的卫星发射唯有降低火箭的发射成本和提高发射频率才能实现。

低成本的可回收复用火箭成为了未来运载火箭研制中的必经之路。快速检修、再次发射、成功回收、快速迭代,SpaceX 的猎鹰 9 在全世界火箭梯队中傲视群雄。截至目前 SpaceX 的飞行数据:95 次火箭复用飞行,118 次火箭着陆,单枚运载火箭的起飞级最多重复使用达到 12 次。

2022 年 4 月 16 日,神州十三号航天员乘组在空间站组合体工作生活 183 天顺利返航,刷新中国航天员单次飞行任务太空驻留时间的纪录,任务的圆满完成也标志着中国航天又向前迈进了一步。从空间基础设施建设到北斗全球卫星导航系统建成开通,从探月工程 “三步走” 圆满收官再到 “天问一号” 跨越地月系开启火星探测之旅…… 无数的辉煌成就在不断证明中国正在向 “航天强国” 不断迈进。

作为商业航天企业的深蓝航天积极响应国家对航天事业的战略部署,锚定着火箭回收复用这个目标,从未动摇或改变研发方向。

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