中科宇航海上火箭垂直回收演示驗證飛行試驗成功，采用3D打印防晃貯箱

來源：中科宇航

2023年1月至3月期間，中科宇航在山東海陽持續(xù)進行垂直回收演示驗證飛行試驗，相繼開展了陸上發(fā)射回收和海上回收。

飛行試驗全程模擬驗證陸上發(fā)射、海上回收的飛行過程，主要驗證入軌火箭子級回收過程中海上著陸的過程、有海雜波環(huán)境影響下的通信和相對測量技術(shù)，對回收著陸末段的公里級飛行環(huán)境、海上著陸平臺晃動情況下的著陸精度進行考核。最大飛行高度大于1000m，在飛行到最高點之后，懸停后調(diào)姿下降，下降段通過發(fā)動機反推減速，使得飛行器在接近海上著陸平臺時速度能夠降低到2m/s以下，再通過緩沖支腿實現(xiàn)軟著陸，飛行全程約10分鐘，落點精度優(yōu)于10m。

在垂直返回高精度制導(dǎo)控制技術(shù)方面，完成了再入返回高精度導(dǎo)航定位技術(shù)、運載原理樣機有動力垂直回收在線軌跡生成制導(dǎo)技術(shù)、復(fù)雜環(huán)境的自適應(yīng)飛行控制技術(shù)、海上晃動平臺的初始對準及長時跟蹤技術(shù)、飛行全程的半實物驗證技術(shù)的驗證工作。

運載火箭海上垂直回收原理樣機作為技術(shù)驗證平臺，在方案設(shè)計之初，就秉承了創(chuàng)新的設(shè)計理念，采用供配電－控制－遙測一體化控制系統(tǒng)設(shè)計、3D打印對防晃貯箱進行設(shè)計加工、采用輕質(zhì)碳纖維結(jié)構(gòu)實現(xiàn)承載－傳力－抑振的一體化構(gòu)型，能夠?qū)⒍鄠€系統(tǒng)的功能進行整合復(fù)用，極大地簡化了整體質(zhì)量和電纜連接，能夠在同類小型化飛行器中進行應(yīng)用。

中科宇航運載火箭海上垂直回收原理樣機演示試驗的圓滿成功，驗證了多項關(guān)鍵技術(shù)。飛行試驗的成功將為近太空可回收科學(xué)實驗平臺、入軌火箭子級回收、太空旅游飛行器進行技術(shù)攻關(guān)和技術(shù)積累，在后續(xù)型號和入軌火箭的子級回收任務(wù)中得到應(yīng)用。

據(jù)悉，中科宇航在2022年試車的“玄鳶一號”20噸級液氧煤油火箭發(fā)動機大量采用3D打印，“玄鳶一號”火箭發(fā)動機為液氧煤油發(fā)動機，循環(huán)方式為燃氣發(fā)生器循環(huán)，起動方式為氣瓶起動，點火方式為TEA/TEB液體點火，成熟可靠。

該型發(fā)動機采用高壓氣起動、點火劑點火，使用方便，維護簡單；推力室通過采用隔板噴嘴一體化設(shè)計方案，突破了高效穩(wěn)定液液燃燒技術(shù)；與箭體對接的機架采用了榫卯式全機加結(jié)構(gòu)方案，解決了全焊接結(jié)構(gòu)變形大、加工工裝復(fù)雜、生產(chǎn)周期長的難點；渦輪泵、推力室、氣瓶等關(guān)鍵組件大量采用了全3D打印技術(shù)，大幅提升了生產(chǎn)效率；整機結(jié)構(gòu)采用了模塊化的總體布局方式，極大地提高了生產(chǎn)組織及裝配效率。通過大量的引入新技術(shù)、新工藝，立足于自主創(chuàng)新，逐步探索出了低成本、高可靠商用液體火箭發(fā)動機的設(shè)計、生產(chǎn)、試驗的研制及組織模式，為未來早日實現(xiàn)商業(yè)發(fā)射提供了強有力的支撐。

“玄鳶一號”液體火箭發(fā)動機選用無毒無污染的液氧/ 煤油推進劑，采用燃氣發(fā)生器循環(huán)方案，具備多次起動、大范圍變工況的能力。通過成熟工業(yè)材料、標準件及3D打印技術(shù)的大量應(yīng)用，降低生產(chǎn)成本、縮短生產(chǎn)周期。該發(fā)動機作為小型運載火箭的一級、中型運載火箭的二級/三級、亞軌道飛行器的主動力使用，并可滿足液體火箭一級回收的需求。