采用翼伞控制实现圆满归航 中国火箭回收迈出一大步

6月3日,长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心成功发射风云四号B星,同时还借机成功开展了基于可控翼伞的助推器落区控制飞行搭载验证。

此次开展落区控制试验的助推器,是目前全球采用翼伞控制、圆满归航的最重的火箭分离体。

助推器伞降控制系统可将落区面积减小70%,其中可控翼伞面积达300平方米,是国内面积最大的机动翼伞。

在以往的火箭发射任务中,设计师会根据火箭弹道计算各个子级的落区,开展落区安全控制工作,我国几大发射场在选址时也都考虑了基本确保火箭子级落到人烟稀少的地区。

但如今各地人口密度越来越高,而为了确保火箭子级落在人烟较少的地区,设计师有时候不得不修改火箭飞行弹道、时序,导致运载能力降低,落区控制势在必行。

试验中,伞降落区控制系统安装于助推器头锥内部,助推器与火箭分离后沿向上的抛物线惯性飞行,落至预定的海拔高度时,助推器伞降落区控制系统启动,先后弹出两级降落伞,用于姿态控制和速度降低,最后展开可控翼伞机动飞行,将助推器导引至预定区域降落,从而实现火箭助推器落点的精确控制。

本次试验中,助推器与芯级分离后,落区控制系统实现了高动态下的卫星导航连续定位,在预定高度执行了各项关键动作,最终在翼伞的作用下,助推器按预定的归航策略向目标机动点飞行,试验获得圆满成功。

翼伞方式控制落区技术过去多应用在航空领域。对于火箭助推器来说,在分离后姿态不稳定的条件下,实现安全结构分离、安全开伞,并确保伞在打开之后不受破坏,难度是相当大的。

本次试验验证了伞降落区控制总体设计、大面积可控翼伞总体设计、高动态下的组合导航三项关键技术,获取了落区控制系统的全部飞行数据,为后续伞降落区控制技术工程应用、提升火箭残骸落区安全性提供重要参考。

在火箭分离体落区控制技术方面,中国航天科技集团一院已经先后突破了一子级栅格舵落区控制技术、助推器伞降落区控制技术,为未来实现子级可控回收、垂直返回等新技术奠定了重要的技术基础。

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