对于大多数人而言,亲眼见证一枚既能翱翔太空又能安全返回地面的火箭是难得的机会,而其如何实现“垂直着陆”的复杂过程更是令人好奇。借助扩展现实(XR)技术,我们得以近距离观察朱雀三号火箭从发射到回收的全过程,揭开其往返天地的技术面纱。
朱雀三号是一枚采用不锈钢主结构的火箭,直径4.5米,高度达66.1米,满载推进剂时重量超过570吨。其核心设计理念是“重复使用”,这意味着它不仅要能飞向太空,更要能安全返回地面。要实现这一目标,关键在于“站得稳”与“落得准”。
火箭的发射台基座高约4米,下方设有导流槽。在发射台结构中,四个黑色三角体尤为引人注目——这是朱雀三号的着陆支腿,也是我国运载火箭首次应用的着陆缓冲系统。支腿外部覆盖防热涂层蒙皮,内部包含主支腿与锁定机构。飞行过程中,这一系统紧贴箭体,既减少空气阻力,又能抵御高温影响。当支腿展开时,单个长度可达7米,四条支腿跨度近14米,确保发动机喷口离地两米以上,使气流顺畅排出,避免反冲影响箭体稳定性。
要实现精准着陆,仅靠稳固的支腿还不够,火箭还需具备灵活调整姿态的能力。在发射塔架第8层的摆杆上,安装着朱雀三号的“舵”——栅格舵。这一部件由钛合金制造,重量比钢轻40%,但强度更高。上升阶段,栅格舵折叠贴合箭体;返回时则展开并偏转,通过控制俯仰、滚转和偏航动作,同时像箭羽一样稳定箭体。面对从高超音速到几乎悬停的巨大速度变化,普通平面舵难以胜任,而格栅式结构则能有效应对这一挑战,成为火箭安全返回的关键技术之一。
当火箭进入大气层后,栅格舵的微小调整即可控制一级箭体的姿态与方向。此时,另一个关键部件——边条翼开始发挥作用。这一结构使火箭从“被动坠落”转变为“主动滑翔”,通过产生升力赋予火箭横向机动能力,既节省燃料,又提升着陆精度。在这一阶段,栅格舵调整角度,边条翼维持升力,支腿随时准备展开,各系统以毫秒级精度协同工作,最终实现稳稳落地。
朱雀三号的一子级配备九台发动机,布局紧凑且分工明确。起飞时,九台发动机全功率运行;再入大气层时,先启动三台发动机减速,随后关闭进入滑行段;落地前约40秒,再次启动这三台发动机进行二次制动约20秒;最终仅保留中间一台发动机持续工作,完成垂直着陆的最后动作。能够多次点火、灵活调节推力的液体火箭发动机,堪称火箭的“可复用心脏”,为这一复杂过程提供了核心动力支持。
从稳固的支腿到灵活的栅格舵,从产生升力的边条翼到可复用的发动机,再到最终的着陆区域,每一个环节共同构成了朱雀三号完整的往返天地系统。通过虚拟技术,我们得以完整重现这一壮丽旅程,见证中国航天在可重复使用火箭领域的创新突破。











