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朱雀三号首飞入轨,中国可重复使用火箭迈向新征程还有哪些挑战?

   时间:2025-12-04 08:56:16 来源:互联网编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

12月3日,酒泉卫星发射中心LC-96B工位迎来历史性时刻——朱雀三号大型两级重复使用液氧甲烷运载火箭腾空而起。北京时间正午12时,火箭准时点火,经历一二级分离、整流罩抛离、二级二次点火等关键动作后,成功将模拟载荷送入预定轨道。然而,一级火箭在甘肃省武威市民勤县附近的陆上回收场着陆时遭遇意外:着陆点火约3秒后发动机失效,尾舱突发火灾,最终坠落于距离场坪中心点67.2米处,未能实现预期回收目标。

作为蓝箭航天自主研发的新一代运载工具,朱雀三号承载着中国商业航天向可重复使用领域突破的重任。该火箭采用两级构型,箭体直径4.5米,整流罩直径5.2米,全箭总长76.6米,起飞质量约660吨,低轨运载能力达21.3吨。其核心创新在于采用高强度不锈钢贮箱结构,这种国内首创的设计显著降低了制造成本,同时具备耐高温特性,为火箭多次返回重复使用奠定基础。箭体配备4组可展收式栅格舵和着陆腿,形成完整的气动操纵与垂直着陆系统。

追溯技术渊源,朱雀三号的研发建立在朱雀二号系列火箭的成熟经验之上。蓝箭航天自2015年成立以来,始终聚焦液氧甲烷推进技术。2023年7月,朱雀二号遥二火箭成为全球首枚成功入轨的液氧甲烷火箭,使中国民营航天跻身世界前列。同年12月,朱雀二号遥三火箭完成"一箭三星"商业发射,验证了多星部署能力。这些技术积累为朱雀三号的研制提供了关键支撑,特别是发动机可靠性、气动控制等核心子系统的成熟度得到充分检验。

尽管首飞取得轨道级发射成功,但朱雀三号仍面临多重技术挑战。首当其冲的是贮箱超重问题,不锈钢材料的密度优势在制造工艺环节被部分抵消。为缓解这一矛盾,研发团队在削减版火箭中采用铝合金结构替代部分不锈钢部件,并持续优化设计。推进剂管理难题同样突出,微重力环境下液体燃料的晃动控制需要精密装置配合姿控系统。蓝箭创新性地采用冷氮气姿控方案,通过12个气瓶驱动两组共20个推力器,实现推进剂沉底控制。

着陆阶段的工程复杂性在首飞中得到充分体现。当火箭从马赫数5减速至亚音速时,贮箱内剩余推进剂在负加速度环境下剧烈晃动,极易导致发动机入口夹气。首飞事故表明,现有防晃动设计在极端工况下仍存在改进空间。再入防热系统采用的高密度硅基柔性编织材料,其实际耐热性能需通过更多飞行测试验证。这些技术瓶颈的突破,直接关系到火箭能否从"能飞"迈向"好用"。

运载能力是衡量重复使用火箭竞争力的核心指标。朱雀三号当前构型受限于不锈钢贮箱重量,实际运力与理论值存在差距。对比国际标杆SpaceX的猎鹰9号,后者凭借2195铝锂合金贮箱和高效发动机,在实现一级回收的同时仍保持18.2吨的近地轨道运力。蓝箭计划通过升级天鹊-12B发动机(推力提升至100吨)和采用130面积比铌钨合金喷管的天鹊-15B发动机,在2027年推出运载能力超20吨的完全体朱雀三号,以满足低轨卫星互联网等大规模组网需求。

基础设施配套同步推进。酒泉卫星发射中心新建的LC-96B工位采用独特的转运方案:第一级水平运输至发射区,第二级与载荷垂直吊装对接。这种设计区别于猎鹰9号的全水平组装模式,更适应中国现有发射场条件。回收系统布局则经历多次调整,最终选定民勤县东南沙漠作为主着陆场。该场地距发射场390千米,虽缩短了回收射程,但通过加装边条翼增强滑翔能力,部分抵消了弹道陡峭带来的再入热流冲击。这种权衡设计反映了安全性与性能优化的艰难抉择。

 
 
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