《中國的火箭垂直返回試驗》

中國大陸用於驗證藍箭航天朱雀三號大型可重復使用火箭垂直返回技術的VTVL-1試驗火箭，於本年初在甘肅省酒泉衛星發射中心點火升空。火箭在空中飛行約60秒，飛行高度達320米後，通過改變發動機推力的調節而回收著陸，落點精準。此次垂直回收飛行試驗取得圓滿成功。筆者認爲，這反映了中國火箭科技方面的創新發展取得成果，尤其是美國在科技方面全面封鎖中國的情況下，此成果實屬難得。

VTVL-1試驗箭是驗證朱雀三號大型液氧甲烷可重復使用運載火箭一子級垂直返回關鍵技術的飛行試驗平台。此試驗箭為單級液氧甲烷火箭，箭體直徑達3.35米，長度為18.3米。起飛重量約50.3噸，最大起飛重量可達68噸，這也是目前中國大陸規模最大的垂直起降試驗火箭。

另外，此型試驗火箭裝備了一台經過改進的朱雀二號火箭80噸級液氧甲烷發動機。此前，朱雀二號火箭的這款80噸級液氧甲烷發動機已連續成功實現了入軌飛行驗證，並將三顆衛星順利送入預定軌道。而這款發動機，在推力、性能和可靠性上實現了進一步提升，並針對可重覆使用火箭的需求，增加了空中多次起動和深度改變推力功能，具備正交雙擺和 50%~110%變推力調節能力。該系列發動機的地面試車驗證累計時間已接近10萬秒，未來該型發動機將應用於朱雀二號的後續批次和具備可重覆使用能力的朱雀三號運載火箭。

筆者了解到，VTVL-1試驗箭還裝配有三套具備兩級緩沖功能著陸支腿，三套回收支腿展開後半徑可達11.6米，可滿足朱雀三號可重復使用一子級40噸級著陸質量的緩沖需求。本次任務中，試驗箭回收著陸後狀態完好，驗證了著陸支腿的緩沖性能與穩定性。這一技術的成功應用，為朱雀三號火箭未來的陸上甚至海上回收提供了良好基礎。

此前，中國大陸的商業航天公司曾多次開展火箭垂直回收的相關飛行試驗，其中既有采用渦噴發動機模擬可變推力液體火箭工作的飛行試驗，也有全尺寸一子級的垂直起降與重復使用飛行試驗。相較以往，此次試驗不同之處是：藍箭航天回收覆用火箭工程研制的重要一環，試驗采用的是全尺寸發動機構建的工程樣機。在創新技術應用方面，VTVL-1試驗箭所使用的高強度不銹鋼貯箱、80噸可多次起動變推力發動機、垂直回收導航制導控制技術、回收著陸緩沖技術、地面一體化測控系統等，均為朱雀三號可重覆使用火箭的關鍵技術。

筆者認為，此次試驗只是驗證了低空(320米高)低速狀態下的火箭垂直回收能力，驗證了控制系統與發動機調節推力性能的匹配性，初步驗證了火箭垂直回收的制導控制算法，下一步則要進一步驗證回收著陸階段空中二次點火的狀態，並且完成更大高度和低速範圍內更大速度，10公里級別的垂直回收試驗。屆時飛行時長將更長，也更接近實際飛行狀況。相關試驗如果能夠按照計劃順利進行，朱雀三號有望在2025年完成首飛並實現一級箭體可回收，筆者對此充滿信心及期待。

張偉強工程師  建築工程公司董事 黎志豪 武漢大學香港學生

香港建設專業聯會理事