國內首次!「亦莊箭」朱雀三號完成10公里級垂直起降飛行試驗

9月11日12時，在酒泉衛星發射中心，北京經濟技術開發區（也稱「北京亦莊」）企業藍箭航天空間科技股份有限公司（簡稱「藍箭航天」）自主研發的朱雀三號VTVL-1試驗箭成功完成10公里級垂直起降返回飛行試驗。此次試驗實現了國內首次液體發動機空中二次點火，標誌著中國商業航天在可重覆使用運載火箭技術上取得重大突破。

「本次任務是繼2024年1月圓滿執行百米級飛行試驗任務之後，對大型液氧甲烷重覆使用火箭垂直起降回收各項關鍵技術的進階驗證，這次試驗為我國將來實現大運力、低成本、高頻次、可重覆使用的航天發射邁出了關鍵性的一步。」藍箭航天火箭研發部總經理、朱雀三號可複用火箭型號總指揮戴政介紹，此次任務完成了垂直起降返回火箭空中二次點火、跨音速大動壓環境下「柵格舵-冷氣姿控-發動機」聯合製導控制，以及高空風實時風修技術工程化應用等技術驗證。

此次試驗中，朱雀三號VTVL-1試驗箭空中飛行總時間為200.7秒，經歷「上升-發動機關機-無動力滑行-發動機空中二次起動-軟著陸」過程。其中，起飛後約113秒發動機第一次關機，關機後火箭繼續依靠慣性飛行至距地面高度10002米的最高點，為抵消36米/秒的高空橫風乾擾，火箭依靠高空風修正、柵格舵和冷氣姿控來穩定飛行姿態；經過無動力滑行約40秒後，在火箭高度降至4.64千米、速度達到0.8馬赫情況下，發動機進行空中100%工況二次點火，火箭進入著陸減速段，並通過在線製導控制算法，調節發動機推力和飛行狀態，引導箭體在距離發射工位約3.2千米的回收場坪實現軟著陸；著陸位置中心點距離回收場坪中心位置1.7米，著陸垂直速度-1.65米/秒，著陸姿態角偏差為0.3°，各項指標均滿足預期設計，達到國內領先水平。

在無動力飛行階段，火箭如何穩定姿態？「我們在火箭上採用高空風修正、柵格舵和冷氣姿控來穩定飛行姿態。著陸減速階段如何調整方向，找穩落點？我們通過在線製導控制算法，調節發動機推力和飛行狀態……」錨定難題，用技術解決難題，戴政表示，一個個問題在技術攻關中被解開，一個個答案又在這次飛行試驗中被驗證正確。其中，朱雀三號VTVL-1試驗箭採用國內推力最大的入軌級液氧甲烷發動機，首次在國內驗證發動機一次關機後小過載段的推進劑管理技術，重覆使用火箭發動機空中二次起動能力得到驗證；考核垂直返回狀態下動力系統關鍵動作歷經的環境過程，更加貼近重覆使用火箭一子級回收過程的實際工況，朱雀三號可重覆使用火箭動力系統關鍵技術得到驗證；重覆使用火箭發動機搖擺+冷氣姿控RCS+柵格舵的聯合控制方法，以及火箭在高空高速大動壓狀態下的精準製導與控制算法得到驗證；沿用原執行百米級飛行試驗任務的試驗箭，可重覆使用能力得到驗證；利用射前24h內三次高空風實測數據，快速開展彈道、製導和控制專業諸元計算和仿真驗證，射前實時風修正技術方案得到驗證。

據介紹，此次試驗為將來朱雀三號的首飛及回收奠定了堅實基礎。今年初，朱雀三號已完成方案階段轉初樣階段工作，全面開展初樣階段各系統產品研製，計劃於2025年實施首飛，2026年實現一子級回收複用，力爭在未來3年內助力中國商業航天實現大運力低成本可重覆使用運載火箭技術的根本性突破。

「感謝北京經開區對我們的支持！」藍箭航天有關負責人表示：「北京經開區一路陪伴企業成長，持續提供產業資源、資金及政策等多層面的支持與服務。據悉，僅2023年，北京市科委、中關村管委會及北京經開區通過研發投入補貼、保險貼費、發射測控費、創新中心建設、重大專項配套等方式給予企業千萬餘元補貼。北京經開區百億政府引導基金的專項子基金產業升級基金首個項目也投向了藍箭航天。未來，隨著北京市加快商業航天創新發展行動方案、北京經開區支持商業航天產業發展若干措施的政策的實施，全國首個商業航天共性科研生產基地項目的投入使用以及藍箭航天在亦莊新城瀛海空天街區星箭一體化工廠的落地，藍箭航天將持續創新發展，為我國「航天強國」戰略貢獻「亦莊力量」。

編輯：陳麗君