颠覆认知!百吨级大火箭上万公里时速从天而降,此前全球仅一国有

本月11日,SpaceX公司第二组共60颗星链卫星搭乘猎鹰9号运载火箭顺利升空,此次发射最大亮点在于这是芯一级火箭的第四次飞行,同时也是整流罩第一次重复使用。

放眼寰球美国是目前唯一一个掌握火箭复用技术的国家,俄罗斯航天受限于财政困难发展举步维艰,欧空局、日本对新一代复用火箭反应则更为迟缓。

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猎鹰系列火箭起飞级回收

对于半个世纪前已经诞生土星五号登月火箭,后来又造出航天飞机本就一家独大的美国航天来说,有如今的成绩并不足为奇。然而即便是SpaceX公司CEO马斯克也想不到的是,一个曾经长期处于世界航天发展第二梯队的中国航天正在酝酿一个规模浩大的复用火箭逆袭工程

数天前,我国火星探测任务着陆器在地外天体着陆综合试验场成功实施了悬停避障试验,现场邀请了19国驻华使馆人员共同见证我国航天事业发展的最新成就。

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火星任务着陆器悬停避障试验

不同于美国火星着陆器多采用多发并联方案,我国火星一号着陆器使用的是一台久经考验的7500N变推力发动机,在试验过程中该型发动机成功点火为着陆器提供充沛的悬停动力。

变推力发动机正是火箭回收复用的核心技术,我国7500N变推力发动机是十年磨一剑,也就是说早在猎鹰9号首次成功回收前七八年就已经开始研制,并先后应用于嫦娥3号/4号,在连续成功登陆月球正面与背面任务中发挥着关键作用。

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7500N变推力发动机点火

近年来我国火箭垂直回收复用技术发展频频告捷,就在本月初,一枚长征四号乙运载火箭再次应用栅格舵定点回收,这已经是今年我国航天第二次定点回收发射,上一次是7月26日长征二号丙火箭发射任务,火箭残骸定点回收连续成功实施不仅解决了落区安全问题,更为我国复用火箭的研制奠定了技术基础。

不同于SpaceX公司猎鹰9号栅格舵使用的整体铸造工艺,我国栅格舵采用的是激光焊接成型工艺,正所谓条条大路通罗马,多快好省地实现任务目标就是最优方案。

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长征四号乙火箭栅格舵

此时有些人阴阳怪气地说,看到人家马斯克成功了才知道去模仿,如果这么想那就是大错特错!因为在我们国家有一位老人比马斯克的眼光更加高瞻远瞩,他的科技头脑与项目管理天赋可以说是举世无双,他就是我们的航天之父钱学森。

人们之所以将钱老尊为航天之父,不仅仅是因为他为我们创造了一系列东风快递产品,更是因为他建立的一整套航天发展体系。比如,早在上世纪七八十年代他力排众议成立了专门致力于临近空间气动研究的技术小组,正是因为那一时期的积累如今我们才能领先于全球拥有DF-17这种划时代武器。

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DF-17

上世纪90年代钱老就提醒年轻一代航天人要重视空天飞机的发展,这是一种比垂直回收复用火箭高出N个段位的复用运载工具,后来空天飞机就被列入载人航天工程的后续发展规划中。

进入21世纪后随着国力日益增强,空天飞机项目就再一次被提上日程,这类项目也被称为带翼航天器。彼时SpaceX公司别说什么猎鹰9号火箭,就连小型固体火箭猎鹰1号都还处于襁褓之中,而我们已经开始推进液氧甲烷发动机的研制。

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航天科技六院60吨级液氧甲烷发动机

2013年60吨级液氧甲烷发动机完成全系统试车,综合技术指标达到了那一时期的国际领先水平,该型发动机可重复使用50次以上,是我国可重复使用带翼航天器的主动力装置。也就是说在钱老的技术思想指导下,我们比马斯克早了将近十年就已经在推进可重复使用运载工具的发展

SpaceX公司现如今之所以发展得更为迅速,这是因为美国航天原本就是一家独大,他们半个多世纪前就已经造出了可以将45吨飞船送往月球轨道的土星五号重型火箭,不论是产业链配套亦或者人才储备都远胜于我们,但这一局面很快将要再次打破。

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土星五号登月火箭

在军民融合战略背景下,我国国营与民营航天公司先后推出多达7款垂直回收复用运载火箭,它们分别是:航天科技集团一院的长征8R、航天科技集团八院的长征6X、星际荣耀公司的双曲线二号、翎客航天公司新航线一号、立极太空探索技术公司天梦号、蓝箭航天公司朱雀二号。

上述复用火箭产品大多瞄准2020年至2022年发射,让很多人眼馋的液氧甲烷发动机已有至少六款产品,上个月蓝箭航天的80吨级天鹊-12型液氧甲烷发动机成功进行了200秒深度变推力长程试车,为明年批产交付奠定了坚实基础。

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80吨级天鹊-12液氧甲烷发动机

7款垂直起降复用火箭中长征8R最具创新特色,它将采用芯一级火箭与助推器捆绑集束式降落技术,届时我们将能看到重达百吨的火箭箭体以上万公里时速从天而降的盛况,与垂直回收复用火箭并行发展的“升力式火箭动力重复使用运载器”也将于近期展开飞行试验。

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长征8R火箭集束式回收

纵观近一二十年工业发展历程,为什么我国可以将一个又一个外国垄断的技术彻底白菜化?核心原因就是市场需求,比如互联网发端于大洋彼岸,但如今我国互联网产业也已经成长为世界一极。再比如高铁产业,德国、日本曾是业内手执牛耳般存在,但如今我们通过消化吸收再创新链条,不仅建成了全球第一大高铁网络,更成为新时代高铁技术标准的新权威。

前不久,中科院包为民院士再次提出到本世纪中叶我国将建成地月空间经济圈概念,接下来十年人类入轨发射需求将呈几何级提高,整体入轨规模将以万吨为单位计算,对于有着14亿人口市场的我国而言更是有着大量天基互联网、天基物联网卫星发射需求。

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长征8R复用火箭将于两年内首飞

在可预见的将来我国将成为世界第一大经济体,届时各领域市场都将成长为世界第一大,而世界第一大航天市场将是我们问鼎21世纪空天巅峰的最强底牌。


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