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飛行高度300米!中國民營可回收火箭再創新紀錄

騰訊科技訊(喬輝) 2019年8月10日10時35分左右,中國民營火箭企業翎客航天在位於青海省茫崖市冷湖鎮的翎客航天冷湖火箭基地進行了新一代可回收火箭“新航線小寶貝”(代號RLV-T5)的第三次發射及回收試驗。火箭飛行時間50秒,高度達到了300米,刷新了此前保持的高度紀錄。火箭落地精度7厘米,滾轉小於30度,取得了成功。

RLV-T5火箭高8.1米,直徑0.65米,初始質量1.5噸,動力系統採用5台可變推力的液氧乙醇火箭發動機並聯組成。 值得一提的是,二戰時,著名的德國V2導彈就是採用的這種燃料組合。

據悉,RLV-T5火箭是目前國內體量最大、技術領先的可回收火箭。該火箭主要用於將來亞軌道可重複使用火箭和入軌級可重複使用火箭的先期技術探索,具有試驗成本低廉、可重複使用次數高、可快速迭代等特點。

本次火箭進行了哪些技術的驗證?

據翎客航天技術人員介紹,通過這次試驗飛行,驗證了傳統控制算法與神經網絡控制算法相結合的控制技術、多台發動機並聯技術、新型點火啟動技術、新型增壓技術等。本次發射也同步檢驗了多種低成本工業級器件的應用,並對改進的彈道製導、氣動控制、高速精準定位等技術進行新的探索驗證。

RLV-T5火箭的第一跳與第二跳

開頭我們提到,本次是RLV-T5火箭的第三次發射及回收試驗,我們再簡單回顧一下他們第一次和第二次回收試驗情況。

2019年3月27日,翎客航天在位於山東龍口的火箭回收試驗場完成了可回收火箭RLV-T5的首次自由狀態下的低空飛行回收試驗,並取得了成功。

2019年4月19日,翎客航天在位於山東龍口的火箭試驗基地對可回收火箭RLV-T5進行了第二次低空飛行回收試驗並取得成功。那次回收試驗飛行時間30秒,飛行高度40米,回收落點精度優於30厘米,相較於上一次試驗提高了近40%。

RLV-T5火箭可類比SpaceX早期“蚱蜢”回收火箭

目前,SpaceX的可重複使用火箭技術獨步天下,獵鷹9火箭一級穩定回收。最近,2019年8月7日,SpaceX甚至利用三手火箭把一顆通信衛星Amos-17送入了地球同步轉移軌道。重型獵鷹火箭更是一次性完成兩枚助推器和一枚芯級火箭的回收。令人驚豔。

其實,SpaceX先進的回收技術,也是從火箭一點點提升跳躍高度開始的。在早期,SpaceX進行過一系列”蚱蜢“火箭(英文名:Grasshopper)的跳躍飛行試驗,最後火箭跳躍高度達到了1000米。並在不久之後的入軌發射任務中進行一子級火箭回收嘗試,於2015年12月在地面著陸場首次成功回收。

未來亞軌道可重複火箭RLV-T6

據悉,翎客航天正在計劃建造RLV-T5火箭的升級版RLV-T6。RLV-T6高14米,直徑1.5米,能搭載500公斤到1000公斤的載荷進行亞軌道飛行。

為了理解什麽是軌道和亞軌道,我們首先要了解一下什麽是太空?我們知道,大氣層從地面往上是逐漸變稀薄的,大氣和太空並沒有一個絕對的明確界限,因此,太空的定義要由人們來定義。

目前公認的太空高度為海拔100公里以上的空間,即所謂的即卡門線(Kármán line)。這是因為在這個高度,即便以第一宇宙速度運動,航天器也已無法利用氣動升力提供支持。

物理上講,航天器達到第一宇宙速度(每秒7.9公里)就能圍繞地球運動,而不再掉下來。

第一宇宙速度又稱環繞速度,具有這一速度的航天器就算是入軌了。

還有一類航天器,速度沒有達到第一宇宙速度,但卻能夠達到或超過100公里的高度,這是因為這類航天器採用是拋物線飛行,達到最高點就落下來了!能量都用來升高高度了,而沒有圍繞地球運動的動能。

亞軌道火箭有什麽用?

亞軌道通常用來搞科學探測活動,例如上世紀70年代,美國利用亞軌道火箭發射了引力探測器A(Gravity probe A),更精確驗證了等價原理,等價原理是愛因斯坦提出廣義相對論的基礎。亞軌道也通常用來開發低成本的太空旅遊,讓遊客體驗短暫的失重狀態。

各類探空火箭都屬於亞軌道火箭。目前,多採用固體探空火箭作為亞軌道發射的載具,開展高空大氣探測、微重力試驗、高超聲速氣動試驗等任務。傳統的固體探空火箭有很多缺點,例如,發射成本高、發射過載大,對試驗載荷提出過高要求等。

液體可回收亞軌道火箭具更好的經濟性,發射載荷可控,對載荷更友好,未來可用於進行各種科學實驗。

冷湖試驗基地

本次試驗的翎客航天冷湖火箭基地,位於青海省茫崖市冷湖鎮,於今年5月份啟動建設,是中國國內首個由民營公司運營的火箭試驗基地,初期滿足公里級可回收火箭的低空試驗需求,未來將面向高頻次的發射回收試驗任務,提供全面的基礎保障能力。

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