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知名航天专家:星舰SN10试飞有重大打破 有望2030年前登岸火星(3)

时间:2021-03-11 08:06来源:南粤现场招聘会 作者:南粤人才网 点击:
最后一个比较罕见,类似于直升机旋翼,火箭头部安装一个竹蜻蜓,下来的时候反向旋转,速度下降。可想而知这个技术难度非常大,可靠性不高,因此现

最后一个比较罕见,类似于直升机旋翼,火箭头部安装一个竹蜻蜓,下来的时候反向旋转,速度下降。可想而知这个技术难度非常大,可靠性不高,因此现在主要就是有翼水平回收和着陆缓冲机构,SN系列火箭就是这两种方式的合体。

我也查了一下,咱们国家航天一院火箭技术研究院在2015年做过一次火箭子集伞奖空投实验,也相当于有降落伞的,带缓冲机构的回收实验,这是咱们国家能查到的国营航天机构做的最早的一次可回收火箭的公开报道。

卓佳:我来聊聊咱们国家以前的一些情况,像这种可回收的火箭赵老师说的很全了,咱们在80年代国内也是论过航天飞机类水平回收的状态,80年代就做过。其实体制内也一直有这方面回收技术的论证,但是它不一定能到达公开的状态,2015年那次是公开的用伞降,最后用气囊缓冲着陆的状态。并且在前两年我也是看到国内航天一院已经在做火箭一级垂直回收的技术实验,航天12所他们自己做了一个小的样机来进行回收算法的验证,也是在做这方面。大家都了解的长征八号后面要有可回收的型号,这也是未来几年要实现的目标。

另一方面,现在商业航天都会奔着回收火箭去努力,大家现在的方案都是往那边努力的。我们公司也是在做这方面,包括火箭的变推还有返回制导控制,也是有了一定的进展。

李超:说起可回收,它最大的一个意义就是最大限度地节约成本,一发火箭整个动力系统占整个火箭成本的60%-80%,如果它上去之后下不来,火箭的成本怎么压缩?实现可回收之后能不能降低成本?从工程上来说,这个可回收技术有什么样的技术点去辅助我们把它回收?有什么老百姓看不到的技术吗?

卓佳:我的理解是可回收需要发动机有变推力,往常的一次性运载火箭并不需要这个技术,但是回收的时候必须具有这个技术的,因为单一推力是很难实现软着陆的,所以就需要变推力。对于大推力的火箭发动机来说实现变推力技术还是比较困难。在以前实际工程应用的也不多,比较早的就是美国航天飞机的主发动机,所以这项技术也是比较大的挑战。

另一方面,返回过程的一个回收制导控制算法,这个东西因为回收是想把成本降下来,我们希望用尽可能少的推进器来做回收,把尽可能多的能量用到上升段的运载荷,这个算法就提出你必须使用最少的能量,所以这个算法也是有一定的难度的,这也比常规的火箭往前迈了一步,也算是一个新的关键技术。

李超:有专家说其实在可回收技术上有一个技术是大家很少去关注到的,就是所谓的发动机反推的技术,不知道这个东西您二位是否了解,因为它和常规的认知不一样,我们认为发动机是往下喷气的,那么反推是转向还是有别的技术呢?

卓佳:我理解这个意思是指火箭发动机的喷流方向和前进的方向一致,我们称为“发动机的逆喷流”。常规咱们火箭的喷流方向是与我们前进的方向相反,那是一个正常的状态,回收的时候是把喷管指着前面,喷流的时候往前喷,这也是一个关键技术。有喷流的情况下会对箭体的气动特性产生什么影响,流程是很复杂的,它的计算和实验都不是那么简单。

赵洋:可以这样理解,相当于火箭在下降的时候发动机其实是反推,并不像咱们说的航空器飞机上的矢量喷管还能摇摆,可能不具备那项功能。

卓佳:对,它并没有没有做一个非常大的动作,还是依靠装在底部的发动机来实现。

李超:二位是否了解猎鹰9号和长征系列火箭的区别,猎鹰9号之所以能够实现可回收技术,它在很多结构设计以及箭体设计上,以我们现在看来是简单粗暴的。理论上,基本上使用同一台发动机时更能够实现可回收,这是从猎鹰9号成品上可以总结出的一条规律,可以这么总结吗?

卓佳:可能不一定。我个人感觉都用同一款发动机区分低空和高空,这是从节省成本的角度考虑的。专门为回收定制一个发动机,可能会更舒服。都用一台发动机,批产量较大,成本上的优势更明显一点。

李超:组合型的发动机也可以实现。

卓佳:其他的也可以,但不一定是最优的。

赵洋:我提供一个思路,我在中国科技馆工作,馆里面有一个展厅叫“太空探索展厅”,里面陈列了很多实物,包括长征五号的液氢液氧发动机的真品。我们发现火箭的喷口上面有很多管道,如果大家去过国外的博物馆,看过德国研发的V2火箭,也是类似的设计。这种设计的目的是什么?让燃料流过喷嘴,喷嘴温度太高了,高达几千度,让喷嘴不熔化,机械性能不下降,让冷的燃料流过去,它预热了,效率更高。

(责任编辑:人才市场)
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