當前,世界上絕大多數重復使用火箭都採用著陸腿回收方案。長十乙研發團隊則別出心裁,獨創性地採用了海上平台網系捕獲回收技術,這也為世界大規模箭體回收提供了中國方案,展現了東方智慧。
7月10日,當長十乙一級「從天而降」,在中國南海之上,有一艘名為「領航者」號的火箭網系回收海上平台早已等候多時。這艘長144米、寬50米、吃水5.5米,滿載排水量2.5萬噸的巨輪,具備DP2動力定位能力,能利用自身推力器抵抗風浪流等環境干擾,維持預設位置或航向。它與網系回收裝置等產品組合,就能在茫茫大海上成為一個穩定、精准的移動著陸場。
「長十乙一級到達海上平台網系裝置上空後持續減速,網系裝置會通過滑車驅動繩索對一級進行接駁。一級箭體上的導航與定位系統實時獲取速度和位置信息,傳遞給控制系統,及時調整箭體的姿態和速度。同時,海上平台網系回收裝置實時監測箭體狀態,通過地面控制系統控制繩索運動。」火箭院技術專家孫振蓮將這個過程形容為是火箭和海上回收平台進行的一場精准的「雙向奔赴」,二者協同配合,實現一級精准入網。
而在一級箭體進入網系裝置後,箭體上的掛索機構會提前展開,隨後便與4根「井」字型繩索接觸。孫振蓮進一步介紹稱,箭體緩慢下降並被精准捕獲。整個過程時間非常短,需要箭體、繩索與掛索機構密切配合。瞬時承載會給掛索機構帶來巨大挑戰,在觸網、滑動與牽拉過程中,掛索機構需承受複雜載荷。「掛索機構就像一雙有力的大手,穩穩地抓住了火箭,隨後,在海上平台網系裝置作用下,火箭實現緩衝減速。」
在捕獲箭體後,海上平台的回收系統需進一步固定箭體。「受海浪、海風等環境影響,箭體可能在網系平台內晃動。回收系統通過兩步實現箭體穩固,首先,輔助穩固繩索從四周對箭體進行初步固定;之後,自動鎖緊平台移動至箭體下方,完成抱夾鎖緊支撐。就像給火箭系上了安全帶,讓它在海上也能穩穩當當,至此,火箭被完全穩固。」孫振蓮稱。
網系回收有其獨特的優勢。火箭院技術專家陳牧野介紹稱,相比當前主流回收方案,網系回收對火箭的著陸指標更為友好。「網系回收有助於簡化箭上結構,火箭無需配備複雜的著陸腿,從而減輕箭體重量,增加運載能力和效益。此外,這種回收方式對火箭落點偏差的適應能力強,可通過網系的協同來「放大」捕獲窗口。網系回收系統還可以通過系列化設計,適應不同規模火箭的回收需求。」陳牧野稱。
據瞭解,後續,長征十號乙運載火箭研制團隊將持續優化火箭性能,加快重復使用火箭技術的迭代升級,預計將在今年年底前完成一子級火箭復用飛行。