“為長(zhǎng)征十號(hào)系列火箭首飛奠定重要基礎(chǔ)”——訪中國(guó)航天科技集團(tuán)楊樹(shù)濤

新華社記者劉藝、黃一宸、劉一諾

長(zhǎng)征十號(hào)低空演示驗(yàn)證飛行試驗(yàn)11日成功實(shí)施，承擔(dān)著我國(guó)載人登月重任的長(zhǎng)征十號(hào)系列運(yùn)載火箭技術(shù)驗(yàn)證箭亮相文昌航天發(fā)射場(chǎng)。

“這次試驗(yàn)，為長(zhǎng)征十號(hào)系列火箭首飛奠定了重要基礎(chǔ)。”在接受新華社記者專訪時(shí)，中國(guó)航天科技集團(tuán)楊樹(shù)濤表示，這枚火箭身兼三項(xiàng)使命：驗(yàn)證夢(mèng)舟飛船上升段最大動(dòng)壓逃逸試驗(yàn)條件、火箭多級(jí)并聯(lián)工作的可靠性以及返回段相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)。

長(zhǎng)十系列火箭家族一員

長(zhǎng)十系列火箭是為我國(guó)載人月球探測(cè)工程、空間站應(yīng)用與發(fā)展工程而研制的新一代載人運(yùn)載火箭，包括長(zhǎng)征十號(hào)、長(zhǎng)征十號(hào)甲兩種構(gòu)型，分別為三級(jí)帶捆綁式助推器、兩級(jí)無(wú)助推器構(gòu)型。

遵循循序漸進(jìn)、逐步驗(yàn)證的思路，長(zhǎng)十系列火箭圍繞“一級(jí)動(dòng)力系統(tǒng)性能驗(yàn)證+回收及重復(fù)使用驗(yàn)證”兩條主線，提出了“三級(jí)試車+系留點(diǎn)火+低空飛+技術(shù)驗(yàn)證飛行”四步走實(shí)施方案。

不同于常見(jiàn)的捆綁式火箭，執(zhí)行這次任務(wù)的長(zhǎng)十系列火箭技術(shù)驗(yàn)證箭，全長(zhǎng)約55米，相較于系留點(diǎn)火試驗(yàn)時(shí)“長(zhǎng)高”了近30米。楊樹(shù)濤介紹，這主要是因?yàn)樵黾恿藘刹糠纸Y(jié)構(gòu)，一是貯箱以上的過(guò)渡艙、艙間段等結(jié)構(gòu)，外部清晰可見(jiàn)柵格舵、掛索機(jī)構(gòu)等回收機(jī)構(gòu)，內(nèi)部布置返回飛行控制所用的電氣設(shè)備、冷氣推力裝置瓶等；二是位于頂部的夢(mèng)舟飛船逃逸塔和返回艙組合體。

此外，這枚技術(shù)驗(yàn)證箭采用7臺(tái)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)，推力近千噸，是我國(guó)目前單個(gè)模塊推力最大的火箭。未來(lái)，長(zhǎng)征十號(hào)將在芯一級(jí)7臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上，并聯(lián)兩個(gè)相同模塊，從而具備更大規(guī)模的運(yùn)載能力。

最大動(dòng)壓 送船逃逸

11日上午，火箭點(diǎn)火升空，到達(dá)飛船最大動(dòng)壓逃逸條件，飛船接收火箭發(fā)出的逃逸指令，成功實(shí)施分離逃逸。

什么是最大動(dòng)壓？

“舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，當(dāng)你站在房間里，空氣從四面八方均勻地壓在你身上，這是靜壓。當(dāng)你快速奔跑時(shí)，迎面而來(lái)的風(fēng)會(huì)向后推你，這是動(dòng)壓?！睏顦?shù)濤說(shuō)。

火箭起飛后會(huì)不斷加速，大約在10至12公里高度時(shí)，火箭速度會(huì)超過(guò)音速，達(dá)到上升段最大動(dòng)壓時(shí)刻。此時(shí)，巨大的氣流沖刷壓力包裹著細(xì)長(zhǎng)的箭體結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生劇烈的噪聲和震動(dòng)。為了降低氣動(dòng)載荷，火箭一般會(huì)調(diào)整飛行姿態(tài)順風(fēng)而行，就像人們?cè)诖箫L(fēng)中會(huì)向前傾斜身體前行。

楊樹(shù)濤介紹，夢(mèng)舟飛船塔返組合體就在這一時(shí)段與火箭分離。為確保逃逸安全，火箭和飛船系統(tǒng)進(jìn)行了聯(lián)合設(shè)計(jì)攻關(guān)，優(yōu)化分離逃逸的工作時(shí)序，精細(xì)設(shè)計(jì)逃逸過(guò)程中，火箭與飛船的相對(duì)位置、速度和角度關(guān)系。

我國(guó)首次全剖面一子級(jí)箭體海上濺落

飛船逃逸后，火箭繼續(xù)飛行至子級(jí)回收預(yù)定高度、速度后關(guān)機(jī)，進(jìn)入返回著陸階段。楊樹(shù)濤介紹，這一階段又可細(xì)分為滑行調(diào)姿段、動(dòng)力減速段、氣動(dòng)減速段、著陸段。

首先是滑行調(diào)姿段，火箭在無(wú)動(dòng)力向上滑行過(guò)程中不斷調(diào)整姿態(tài)——由頭部朝前至尾部朝前，以滿足后續(xù)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火需要。約110公里高度時(shí)，火箭展開(kāi)四片柵格舵，就像小鳥張開(kāi)翅膀，為返回回收做好準(zhǔn)備。

隨后是動(dòng)力減速段，兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在高空二次點(diǎn)火，為箭體減速的同時(shí)，修正火箭飛行位置和姿態(tài)，為下一階段創(chuàng)造再入條件。

發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)進(jìn)入氣動(dòng)減速段，火箭依靠自身阻力及柵格舵氣動(dòng)力進(jìn)一步減速，通過(guò)擺動(dòng)?xùn)鸥穸孢M(jìn)一步修正位置姿態(tài)。

最后是著陸段，3臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)相繼點(diǎn)火，火箭向理論著陸點(diǎn)機(jī)動(dòng)。在距離海平面約120米處，箭上掛索機(jī)構(gòu)展開(kāi)模擬與地面回收網(wǎng)系捕獲。距離海平面5米時(shí)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)懸停，箭體可控濺落于海面。

這是我國(guó)首次全剖面一子級(jí)箭體海上濺落。

火箭重復(fù)使用是未來(lái)大規(guī)模自由進(jìn)出空間的必經(jīng)之路

“可以說(shuō)，這是一枚‘三手’火箭?！睏顦?shù)濤笑著解釋道，2025年8月和9月，這枚技術(shù)驗(yàn)證箭先后經(jīng)歷兩次系留點(diǎn)火試驗(yàn)，這次又完成低空飛行試驗(yàn)，承擔(dān)了3次關(guān)鍵試驗(yàn)任務(wù)。

楊樹(shù)濤介紹，第二次系留點(diǎn)火試驗(yàn)后，他們完成了火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作后的簡(jiǎn)化維護(hù)處理、一次火箭全面體檢、少量一次性耗品更換，各項(xiàng)檢查合格。同一箭體多次試驗(yàn)，不僅降低了研制成本，還積累了連續(xù)、真實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為后續(xù)火箭重復(fù)使用的檢修維護(hù)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

近年來(lái)，伴隨著國(guó)內(nèi)外商業(yè)航天的蓬勃發(fā)展，可重復(fù)使用已成為新一代火箭的顯著特征。長(zhǎng)十系列火箭正是在這樣的背景下展開(kāi)研制的。

據(jù)楊樹(shù)濤介紹，長(zhǎng)十系列火箭將采用箭地協(xié)同的回收方案，即“箭上四個(gè)掛索機(jī)構(gòu)+地面井字形網(wǎng)系回收裝置”，將箭上捕獲、緩沖及穩(wěn)定等功能轉(zhuǎn)由地面網(wǎng)系實(shí)現(xiàn)，降低箭上復(fù)雜度，從而提升火箭運(yùn)載能力。

“火箭重復(fù)使用能大幅度降低發(fā)射成本、提高發(fā)射頻次，是未來(lái)大規(guī)模自由進(jìn)出空間的必經(jīng)之路，也是我國(guó)航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)的重要支撐?！睏顦?shù)濤說(shuō)。

（新華社海南文昌2月12日電）