航空航天港

 找回密码
 注册会员

QQ登录

只需一步,快速开始

123下一页
返回列表
查看: 1942|回复: 53
收起左侧

[科普资料] 翎客航天研发可回收火箭飞行试验成功

  [复制链接]
hsq0596 发表于 2018-1-10 03:17 | 显示全部楼层 |阅读模式

对本站感兴趣的话,马上注册成为会员吧,我们将为你提供更专业的资讯和服务,欢迎您的加入!

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册会员

x
近日,翎客航天在山东龙口的火箭试验基地成功完成RLV-T3火箭的标称弹道飞行试验。不同于之前200多次飞行,本次试验最大突破在于实现了标称弹道全程自主飞行(A点至B点矩形弹道,即从地面起飞至地面软着陆),全程未触发外界保护措施,飞行弹道精度小于0.15m,着陆点精度小于0.2m。本次试验成功标志着翎客航天火箭低空回收技术日趋成熟,距离高空自由飞回收试验更进一步。这不仅是国内通过单台火箭发动机矢量控制实现该技术的首个案例,亦是中国在可重复发射技术方面的一个里程碑。那么现在,就让火箭哥带你们一起感受火箭起飞的震撼和回收的喜悦,一起了解RLV-T3背后的传奇故事。
详细介绍前,先让我们一起细数国内外在VTVL火箭(Vertical Takeoff and Vertical Landing,垂直起降技术)的行业前辈与经典案例,共同了解这项技术发展过程中的跌宕起伏与其所带来的新机遇。
△ 全球商业航天公司所研制的VTVL飞行器
麦道公司DC-X
要论垂直起降技术的鼻祖先驱,那可非美国麦道公司的“三角快帆”莫属。早在上个世纪80年代后期,在单级入轨运载器风云四起的年代,麦道公司就提出了垂直起降形式的方案,其目的是为了比航天飞机更加可靠,并能够提供更低的发射成本和更短的复用周期。出于这一目的,他们提出了一个小型的亚轨道原理试验样机,DC-X就此诞生。也正因为此,DC-X的设计过程中几乎不考虑任何载荷能力,而其首要目的便是为了验证垂直起降这一关键技术。
DC-X是一款使用四台氢氧液体火箭发动机并联作为动力的单级飞行器,而这台发动机正是由洛克希德马丁公司生产的RL-10系列中的一员RL-10A-5(专用于垂直起降的改进型,单台海平面推力约为6吨),同系列的发动机还用于半人马座、德尔塔IV等多款运载火箭,可谓历史悠久。在飞行过程中,通过伺服阀进行流量控制实现推力差异,最终通过差动形式来实现横向位移及姿态调整。
△ DC-X的系统图解,可见集成了那个年代的顶尖技术
DC-X从1991年开始研制,并于1993年8月实现首飞。这个直径4.1米、高度12米、起飞质量近19吨的庞然大物在1996年7月前完成了12次飞行试验,其中8次成功。虽然这样的成功率对于一个早期技术验证的型号而言并不算低,但在一次面向美国军方的飞行演示过程中,却因为着陆机构部分失效而被军方遗弃,并最终取消了该项计划。作为垂直起降技术的首次尝试,可谓是出师不利。
△ DC-X是最早的可重复使用火箭验证飞行器之一,造型十分科幻
蓝色起源Charon与New Shepard
2000年9月成立的蓝色起源可以说是垂直起降技术的忠实粉丝,早在2005年之前贝索斯就曾明确要通过垂直起降的形式实现至少三名宇航员进行亚轨道飞行试验的计划,其当时的判断仅来自对技术自身的直觉,而并不是受到XPRIZE所举办赛事的影响。
Charon作为蓝色起源首款垂直起降原理样机,是参考DC-X来进行的方案设计,通过多台发动机差动的形式来实现姿态及弹道控制。2005年3月实现了首飞,并在上升至96米后,安全返回至起飞点附近。
其第二款亚轨道垂直起降飞行器Goddard(命名是为了纪念火箭技术先驱罗伯特·戈尔德先生)在方案上沿袭上一款的设计,仍然采用多台发动机进行差动控制。2006年11月完成了首次飞行试验,并在上升至约90米的高度后安全返回。
此后,蓝色起源开始了氢氧发动机BE-3的研制工作,而该款发动机的研制不仅有效地提升了其推力量级(BE-1为8.9kN,BE-2为140kN,而BE-3则为490kN)还实现了20~100%的大范围深度流量调节。其可靠的重启能力可以说是New Shepard在2015年实现多次复用的核心关键。
作为蓝色起源的第三款垂直起降飞行器,New Shepard采用了单发动机矢量控制技术。简单来说,在着陆及悬停过程中可通过两个象限的伺服机构来实现发动机任意角度的实时控制,在加之BE-3的实时推力调节最终实现飞行器在返回过程中的姿态稳定和减速着陆。2015年4月底,New Shepard一号机实现首次试飞,并在上升至93.5公里的高空后安全返回地面,而在2016年10月前,蓝色起源使用同一枚火箭(New Shepard-2)先后完成了5次百公里级亚轨道飞行试验,并于2015年11月23日,斩获了首个进入太空的垂直起降飞行器头衔,被历史铭记。
可以说,在蓝色起源的垂直起降探索道路上,小步快跑与多次迭代是其技术方面的策略与风格,而这样稳扎稳打的方式也让蓝色起源在近几年的时间内有了坚实的基础与沉淀,厚积薄发,成为了SpaceX最为强劲的竞争对手。
△ New Shepard在德克萨斯州试验场返回时的瞬间
犰狳航天 Mod
说起美国初创型的民营航天公司,犰狳航天(Armadillo Aerospace)可以算得上是一种典型代表,由硅谷传奇创业者John Carmack于2000年通过个人出资创立。精简的工程师队伍和灵活高效的试验形式是该公司的主要特征,作为一个不到20人的火箭团队,犰狳航天在极少的投入与短暂的时间中完成了从发动机到控制系统、从总体设计到核心算法等多项技术工作。
△ 犰狳航天的试验卡车可满足系留飞行及卧式试车需求
犰狳航天创立的早期是以单人飞行器为技术主线,曾经开发过单组元四发联动的单人飞行座椅。2004年,犰狳航天开始研制单组元垂直起降原理样机,使用过氧化氢的分解产生高温蒸汽及推力,并通过燃气舵来实现伺服控制,最终实现垂直起飞及降落控制。由于其阶段过程中所研制的样机种类过多,在这里就不一一细说了。
其最具代表的垂直起降飞行器Mod,使用单台可变推力的液氧乙醇发动机作为动力源,通过矢量控制及流量调节来实现空中定点及横向位移,而该款飞行器也在2008年的XPRIZE大奖赛中实现了异点垂直起降目标,并斩获35万美元的最高奖项。
尽管2013年后犰狳航天因为创始人的资金投入原因而处于停滞状态,但其在早些时期所做的有关于垂直起降方面的技术尝试,仍然为后人留下了大量可以借鉴的经验基础。
△ 犰狳航天的Mod垂直起降火箭
马斯腾空间 Xombie
除了犰狳航天外,另一家美国民营航天初创公司不得不提,那就是马斯腾空间(Masten Space System),作为当年与犰狳航天在XPRIZE中一战高下的强劲对手,其在垂直起降技术方面所积累的经验不容小觑。
成立于2004年的马斯腾空间同样是商业航天初创公司中的代表,小而精的做事风格使得马斯腾在垂直起降技术领域至今仍然有着受人瞩目的行业地位。该公司不仅以极其精准(16cm)的落地精度摘得了XPRIZE 赛事2009年度的桂冠,还凭借其垂直起降方面的技术积淀得以与军工巨头格鲁曼一同进行DARPA的XS-1计划。
△ 马斯腾空间的垂直起降飞行器Xodiac可以高频进行悬停试验
Xombie作为马斯腾公司的最新垂直起降样机,已作为试验平台用于测试视觉自主着陆系统。其动力系统使用的是液氧-异丙醇体系的变推力火箭发动机,额度工况下可产生约4kN的海平面推力。同样通过矢量控制及流量调节来实现空中定点及横向位移。
这样体量的试验平台可以为高频的试验提供硬件基础,曾有视频显示,马斯腾在短短一个小时内就可以完成5次悬停试验来尝试不同的算法及参数。这样高频的试验机会,可以快速缩短技术迭代过程中所需的周期。
△ 用于行星探索任务的VTVL飞行器

 楼主| hsq0596 发表于 2018-1-10 03:58 | 显示全部楼层
这家公司什么来头?
fly2014 发表于 2018-1-10 15:58 | 显示全部楼层

翎客航天 震撼发布!中国自主研发可回收火箭飞行试验成功

https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404194409381023089
近日,翎客航天在山东龙口的火箭试验基地成功完成RLV-T3火箭的标称弹道飞行试验。不同于之前200多次飞行,本次试验最大突破在于实现了标称弹道全程自主飞行(A点至B点矩形弹道,即从地面起飞至地面软着陆),全程未触发外界保护措施,飞行弹道精度小于0.15m,着陆点精度小于0.2m。本次试验成功标志着翎客航天火箭低空回收技术日趋成熟,距离高空自由飞回收试验更进一步。这不仅是国内通过单台火箭发动机矢量控制实现该技术的首个案例,亦是中国在可重复发射技术方面的一个里程碑。那么现在,就让火箭哥带你们一起感受火箭起飞的震撼和回收的喜悦,一起了解RLV-T3背后的传奇故事。


fly2014 发表于 2018-1-10 15:59 | 显示全部楼层
https://weibo.com/u/6401334929?is_hot=1
商用的路还很远
折翅的鹰 发表于 2018-1-10 16:10 | 显示全部楼层
这个东东是民营的吧?距离航天火箭多远?
joki 发表于 2018-1-10 16:46 | 显示全部楼层
Spx当初用F9一级搞了个蚱蜢,这玩意儿我看可以叫小蟋蟀。
震撼什么的,就有点夸张。“蟋蟀”的一跃,有二米远么。。。。不过以小见大,还是得鼓励,能做到这个,也不容易。
回复 支持 0 反对 1

使用道具 举报

liyue1997b 发表于 2018-1-10 17:08 | 显示全部楼层
头上带根绳子,连自主起飞能力都还没有,就开始“ 震撼”了
回复 支持 0 反对 1

使用道具 举报

前行 发表于 2018-1-10 17:41 | 显示全部楼层
liyue1997b 发表于 2018-1-10 17:08
头上带根绳子,连自主起飞能力都还没有,就开始“ 震撼”了

这个火箭一级确实是自主起飞横向飞行自主降落的   上面的绳索是起保护作用的  当火箭倾覆时防止横飞的牵拉绳索。   美国的一级可回收火箭都采用过这种头上栓的保护绳索
鱼肉百姓馆 发表于 2018-1-10 18:04 | 显示全部楼层
joki 发表于 2018-1-10 16:46
Spx当初用F9一级搞了个蚱蜢,这玩意儿我看可以叫小蟋蟀。
震撼什么的,就有点夸张。“蟋蟀”的一跃,有二 ...

对于美国来说这的确不算什么,但是对于中国。。他们好像是第一个
liyue1997b 发表于 2018-1-10 18:06 | 显示全部楼层
前行 发表于 2018-1-10 17:41
这个火箭一级确实是自主起飞横向飞行自主降落的   上面的绳索是起保护作用的  当火箭倾覆时防止横飞的牵 ...


https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404194409381023089

你可以看 翎客 自己的文章,里面提及的那么多 VTVL ,就 Xodiac 的那个带了绳子

supsauce 发表于 2018-1-10 19:02 | 显示全部楼层
liyue1997b 发表于 2018-1-10 18:06
https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404194409381023089

你可以看 翎客 自己的文章,里面提 ...

带不带绳子什么的其实并没任何关系

除了VTVL技术以外基本就是个探空火箭这是真的

SpaceX最关键的是火箭造的好,而不是这个单项技术。而且我很怀疑这么小的火箭上可行的技术放大到真家伙上会怎么样
joki 发表于 2018-1-10 19:19 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
鱼肉百姓馆 发表于 2018-1-10 18:04
对于美国来说这的确不算什么,但是对于中国。。他们好像是第一个


做得不错,但严格来说这东西还不能算运载火箭,只是缩比验证飞行器,自由飞尚未开始,说是第一为时尚早。前有不是火箭但飞过的嫦娥3着陆器,后有进度2020的CZ6 VTVL试验型,还得加把劲。
回复 支持 1 反对 0

使用道具 举报

supsauce 发表于 2018-1-10 19:28 | 显示全部楼层
蚱蜢之所以nb本质上是因为用的是实用发动机,直接放大箭体就是实际的型号,在这个过程中没任何明显的障碍,而不是这么个双氧水乙醇(如果我没记错的话)的模型,其实没什么意义

不过能在一片骗子的质疑声中坚持到今天这个地步,这个团队的战斗力还是有的
supsauce 发表于 2018-1-10 19:53 | 显示全部楼层
我觉得看它靠不靠谱就看他们是不是要造真的发动机就行了

不管是自己研制,从国外买,从体制内搞,什么时候真正开始做这件事才能称得上靠谱

我看他们在搞“数吨级”的发动机,什么时候真搞出来能飞起来,那个时候才能算有投资价值;什么时候能拿出几十吨的发动机来那时候再来说中国第一吧
Lsquirrel 发表于 2018-1-10 20:20 | 显示全部楼层
joki 发表于 2018-1-10 19:19
做得不错,但严格来说这东西还不能算运载火箭,只是缩比验证飞行器,自由飞尚未开始,说是第一为时尚早 ...

嫦娥三号虽然是垂直降落,但技术上差远了
翎客这个RLV-T3是单台液体火箭发动机,矢量控制起飞悬停平移着陆,比嫦娥三号单台主发动机加十几台姿控发动机控制降落的难度高得多。
翎客这个第一,含金量还是很高的,过去近一年时间都卡在垂直降落上。搞定了最难的一步,高飞或放大都没多大问题,今年他们就要做高空自由飞了

joki 发表于 2018-1-10 20:25 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
Lsquirrel 发表于 2018-1-10 20:20
嫦娥三号虽然是垂直降落,但技术上差远了
翎客这个RLV-T3是单台液体火箭发动机,矢量控制起飞悬停平移着 ...

印象里嫦娥3做过悬停降落飞行测试,真空姿控发动机在地球上能有推力么?
翎客这个飞几百米应该可行,高空超音速估计是个坎,不知道会不会做。
1717jy 发表于 2018-1-10 20:27 | 显示全部楼层
跟其他民营航天公司在前辈后面搞“复制粘贴”相比,这个算是真正的突破了,足以载入史册了。
纸飞机 发表于 2018-1-10 21:16 | 显示全部楼层
不错不错,至少看起来像那么回事了

fj4th 发表于 2018-1-10 23:09 | 显示全部楼层
对于初创小公司来说控制系统可以了,话说这东东用的燃料是啥
喵科动物 发表于 2018-1-11 09:07 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
supsauce 发表于 2018-1-10 19:28
蚱蜢之所以nb本质上是因为用的是实用发动机,直接放大箭体就是实际的型号,在这个过程中没任何明显的障碍, ...

蚱蜢本来就是量产型箭体重新刷程序
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册会员

本版积分规则

QQ|申请友链|旗下论坛|小黑屋|手机版|航空航天港 ( 豫ICP备12024513号 )

GMT+8, 2018-1-18 17:42 , Processed in 0.394643 second(s), 21 queries , Gzip On.

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表