《中國火箭回收》

張偉強工程師  S.L. Li 工程師  建築工程公司董事

中國於2月11號在文昌太空發射場成功組織實施長徵十號運載火箭系統低空演示驗證,同時也進行了夢舟載人飛船系統最大動壓逃逸飛行試驗。中國大陸載人月球探測工程研製工作取得重要階段性突破,而且,這項試驗成功驗證了火箭回收技術。

有很多人看到長征10號火箭回收的鏡頭,初初以為失敗了。其實,新一代載人飛船夢舟飛船進行的最大重壓逃逸測試以及長征10號的回收測試,都已成功,這項測試是全球首次獨創的。此次發射中,全新的發射塔架、火箭、載人飛船,在最大極限條件下,飛船成功逃逸,火箭飛到105公里高度,再入大氣層,經受住返回方面的極限測試,懸停濺落在海面,在世界上都是獨一無二的,其他國家沒有這麼做過,在一次飛行中完成這麼多極限測試,這項創舉絕對頂級的,中國航天真的是勤儉持家,還低調得很。

筆者認為,在火箭回收這方面,中國大陸另辟蹊徑,不同於美國SpaceX的回收,他們的回收是垂直落到原點,這個風險特別高,特別容易失敗。中國用了另外的一套方法。

筆者看到,這次火箭回收任務,設定的飛行高度是105公里,超過了卡門線100公里,進入太空,大氣層完成全部流程的返回動作,返回的發動機多次啟動,在高空點火,有復雜利熱環境的可靠性和適應性,包括返回段的高精度制導導航控制多項關鍵技術都驗證了。回到地面時卻落海裡了?有很多人看到長征10號火箭回收的鏡頭,初初以為失敗了。原來,火箭經懸停垂直降落在海面,經過測定,位置精准度非常高,回收成功了!

筆者認為,這種火箭回收裝置,真是天才想得出來的,簡單來說,長征10號上面有4個鉤子。看照片上有,我們可以把它當作艦載機降落航母用的著艦鉤。網上的阻攔索是形成一個四邊形的捕獲框,相當於火箭落在平台范圍內,補貨框就可以移動到火箭具體落點進行收緊,掛上這個鉤子,網分兩層,上面一層先緩一遍,下面的緊接著再緩,像打太極一樣緩緩接住。那怎麼做到的呢?這個機構具備磁流變功能,似福建艦上的電磁彈射器,我們都看過,這種技術挪到火箭回收上游刃有余。

這種回收方式有幾個優勢點:

第一,容錯率高,只要火箭落在平台范圍內,都能接住。

第二,兼容性強,各種規格直徑的火箭我都能接。你看長征9號11米直徑,長征10號5米直徑,甚至更小的,我都可以適應性地接住,無非就是補貨框收縮的大小而已

第三,增強火箭的載荷能力,因為著陸腿是個固定死重,我們要考慮其強度和適應性,還有穩定性。一旦它失效,整個火箭回收落地就完了。如果沒有它,我們就能多運載荷,還能減輕艦體的重量,同時網氣回收的安全性就顯得更高了。這也是我國現在的電磁技術,鎖具性能都很成熟,結合實際應用的創新空間非常巨大。

筆者認為,這次成功的意義非常巨大,標志著中國大陸的回收火箭終於立住了。達到了預期的目的,中國重複使用運載火箭的可回收的關鍵技術取得了重大突破。當然,在重複使用可回收的這條路上,中國面臨的困難仍多,中國技術團隊一點會繼續努力迎接這些挑戰。

張偉強工程師  S.L. Li 工程師  建築工程公司董事

香港建設專業聯會理事