借助3D打印技術(shù)(shù)，中科宇航海上火箭垂直回收演示驗證飛行試驗成功
魔猴君 行業(yè)(yè)資訊 650天前
2023年1月至3月期間，中科宇航在山東海陽(yáng)持續(xù)進(jìn)行垂直回收演示驗證飛行試驗，相繼開(kāi)展了陸上發(fā)(fā)射回收和海上回收，據(jù)魔猴網(wǎng)(wǎng)了解，此次試驗，3D打印技術(shù)(shù)起到了重要作用。
飛行試驗全程模擬驗證陸上發(fā)(fā)射、海上回收的飛行過(guò)程，主要驗證入軌火箭子級回收過(guò)程中海上著(zhù)陸的過(guò)程、有海雜波環(huán)(huán)境影響下的通信和相對測量技術(shù)(shù)，對回收著(zhù)陸末段的公里級飛行環(huán)(huán)境、海上著(zhù)陸平臺晃動(dòng)情況下的著(zhù)陸精度進(jìn)行考核。最大飛行高度大于1000m，在飛行到最高點(diǎn)之后，懸停后調(diào)姿下降，下降段通過(guò)發(fā)(fā)動(dòng)機反推減速，使得飛行器在接近海上著(zhù)陸平臺時(shí)速度能夠降低到2m/s以下，再通過(guò)緩沖支腿實(shí)現(xiàn)軟著(zhù)陸，飛行全程約10分鐘，落點(diǎn)精度優(yōu)(yōu)于10m。
在垂直返回高精度制導(dǎo)控制技術(shù)(shù)方面，完成了再入返回高精度導(dǎo)航定位技術(shù)(shù)、運載原理樣機有動(dòng)力垂直回收在線(xiàn)軌跡生成制導(dǎo)技術(shù)(shù)、復(fù)雜環(huán)(huán)境的自適應(yīng)飛行控制技術(shù)(shù)、海上晃動(dòng)平臺的初始對準及長(cháng)時(shí)跟蹤技術(shù)(shù)、飛行全程的半實(shí)物驗證技術(shù)(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)(shù)驗證平臺，在方案設(shè)計之初，就秉承了創(chuàng )(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(jìn)行設(shè)計加工、采用輕質(zhì)(zhì)碳纖維結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)承載－傳力－抑振的一體化構(gòu)型，能夠?qū)⒍鄠€(gè)系統(tǒng)的功能進(jìn)行整合復(fù)用，極大地簡(jiǎn)化了整體質(zhì)(zhì)量和電纜連接，能夠在同類(lèi)小型化飛行器中進(jìn)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(mǎn)成功，驗證了多項關(guān)(guān)鍵技術(shù)(shù)。飛行試驗的成功將為近太空可回收科學(xué)(xué)實(shí)驗平臺、入軌火箭子級回收、太空旅游飛行器進(jìn)行技術(shù)(shù)攻關(guān)(guān)和技術(shù)(shù)積累，在后續(xù)型號和入軌火箭的子級回收任務(wù)(wù)中得到應(yīng)用。
據(jù)悉，中科宇航在2022年試車(chē)的“玄鳶一號”20噸級液氧煤油火箭發(fā)(fā)動(dòng)機大量采用3D打印，“玄鳶一號”火箭發(fā)(fā)動(dòng)機為液氧煤油發(fā)(fā)動(dòng)機，循環(huán)(huán)方式為燃氣發(fā)(fā)生器循環(huán)(huán)，起動(dòng)方式為氣瓶起動(dòng)，點(diǎn)火方式為T(mén)EA/TEB液體點(diǎn)火，成熟可靠。
該型發(fā)(fā)動(dòng)機采用高壓氣起動(dòng)、點(diǎn)火劑點(diǎn)火，使用方便，維護簡(jiǎn)單；推力室通過(guò)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)(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)(chǎn)周期長(cháng)的難點(diǎn)；渦輪泵、推力室、氣瓶等關(guān)(guān)鍵組件大量采用了全3D打印技術(shù)(shù)，大幅提升了生產(chǎn)(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)(chǎn)組織及裝配效率。通過(guò)大量的引入新技術(shù)(shù)、新工藝，立足于自主創(chuàng )(chuàng)新，逐步探索出了低成本、高可靠商用液體火箭發(fā)(fā)動(dòng)機的設(shè)計、生產(chǎn)(chǎn)、試驗的研制及組織模式，為未來(lái)早日實(shí)現(xiàn)商業(yè)(yè)發(fā)(fā)射提供了強有力的支撐。
“玄鳶一號”液體火箭發(fā)(fā)動(dòng)機選用無(wú)毒無(wú)污染的液氧/ 煤油推進(jìn)劑，采用燃氣發(fā)(fā)生器循環(huán)(huán)方案，具備多次起動(dòng)、大范圍變工況的能力。通過(guò)成熟工業(yè)(yè)材料、標準件及3D打印技術(shù)(shù)的大量應(yīng)用，降低生產(chǎn)(chǎn)成本、縮短生產(chǎn)(chǎn)周期。該發(fā)(fā)動(dòng)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(dòng)力使用，并可滿(mǎn)足液體火箭一級回收的需求。
來(lái)源：中科宇航
