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中國航天專家科普火箭回收技術(shù):各種回收方式都有不同優(yōu)缺點
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中天宏科(北京)信息科技研究院wee
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SpaceX公司成功回收貨運“龍飛船”的膠囊返回艙。視覺中國 資料
“火箭還是比較貴的,
??天工業(yè)人才信息網(wǎng)
說,每一次拋是不是也挺浪費的。而且在拋的過程中,會產(chǎn)生一些損害,比如砸到地面上的人。這樣的話,很多科學(xué)家就在想,我們能不能把它回收回來后再一次利用?實際上,幾十年來,各個國家的科學(xué)家都一直在做這個事情。近年來尤其以SpaceX和Falcon9火箭取得了非常好的成績。”
6月30日,中國運載火箭技術(shù)研究院研究發(fā)展中心高級工程師唐慶博,在被稱為“中國版TED”的劇院式演講平臺“造就”攜手中國高科技產(chǎn)業(yè)化研究會航天精神研究分會舉辦的一場科普活動中,如是介紹火箭回收技術(shù)。
這場題為“飛向??遠(yuǎn)的深空”活動邀請了在中國航天前沿領(lǐng)域埋首鉆研的4位科學(xué)家,包括中國
航天工業(yè)人才信息網(wǎng)
研究員楊宇光、中國航天科工一院研發(fā)中心總體室主任陳洪波、中國航天科工一院研發(fā)中心副總設(shè)計師代京以及唐慶博。通過演講,他們?yōu)橛^眾科普了太空探索的知識,同時也介紹了中國火箭技術(shù)的最新成果。
唐慶博的研究領(lǐng)域是一次性火箭回收技術(shù),這是近年來航天界公認(rèn)的熱門話題。他??上述活動中介紹火箭回收技術(shù)時表示,火箭加了回收這項就會變得很難,這是因為可回收火箭的總體參數(shù)優(yōu)化設(shè)計復(fù)雜、垂直返回過程控制要求高、發(fā)動機需要具備大范圍變推力調(diào)節(jié)能力、推進(jìn)器管理難度大、著陸時需要有緩沖設(shè)置。
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“當(dāng)然有人說,(SpaceX和Falcon9火箭)這個方式一定是非常好的嗎?其實,萬事萬物都是辯證來說的,每一種方式都有它的優(yōu)點,也有它的缺點。”唐慶博談到SpaceX的火箭回收技術(shù)時說,“目前我們可以看到這種方式一個很大的缺點就是,火箭子級回收的時候,它的運載能力損失比較大。正是基于這種原因,實際上各國科學(xué)家也在想一些別的回收方式。比如說,用一個降落傘,傘降回收,比如說在傘底部加一些東西,加一個翼傘,為了能夠進(jìn)行控制,讓它回收下來。總的來說各種方式都有優(yōu)點,也有缺點。”
在上述活動的互動環(huán)節(jié),唐慶博在回答“SpaceX可回收火箭是否真的經(jīng)濟”這???問題時表示,“各種技術(shù)回收方式有不同的優(yōu)缺點,要說成本這方面的事,我覺得首先它是一個系統(tǒng)工程,整個過程分很多環(huán)節(jié)。比如說回收下來之后,還要對子級進(jìn)行運輸、檢測、組裝重新發(fā)射,每個過程都可能產(chǎn)生非常高的成本。”
唐慶博舉例說,“我在網(wǎng)上看了一個視頻,Space X公司把子級回收之后,到了岸邊,要放到一個很多輪子的車上,那個車巨大,真是像怪獸一樣的東西,特別大。你說這個車的成本怎么算?要造這???車也很困難。”
另外,唐慶博在上述科普活動中同時也表示,中國目前在跟蹤研究回收火箭技術(shù)。
實際上,隨著火箭回收技術(shù)的關(guān)注度越來越高,中國在火箭回收技術(shù)方面的研究進(jìn)展也陸續(xù)通過航天界專家科普的形式對外披露。
譬如,中國運載火箭技術(shù)研究院原黨委書記兼副院長、中國高科技產(chǎn)業(yè)化研究會黨委書記兼常務(wù)副理事長梁小虹今年1月底在“造就”平臺上演講時透露,“我們正在開展重復(fù)使用運載火箭的技術(shù)研究,包括傘降回收和垂直起降技術(shù),完成部分試驗驗證,一些關(guān)鍵技術(shù)取得突破。”
另外的案例比如,據(jù)航天科技集團微信報道,中國運載火箭技術(shù)研究院系列型號總師龍樂豪院士今年5月31日在清華大學(xué)的講座中“展示了我國發(fā)展可重復(fù)使用運載火箭的三步走設(shè)想。當(dāng)前要做的,則是通過傘降實現(xiàn)采用常規(guī)推進(jìn)劑的火箭子級落點精確控制;與此同時,完善、優(yōu)化新一代運載火箭。他介紹了長征八號和長征八號A的構(gòu)想:長征八號運載火箭計劃于2021年首飛,其芯一級和助推器將進(jìn)行整體垂直回收。長征八號A運載火箭采用新概念設(shè)計研制,將長征八號運載火箭的兩個2.25米直徑助推器換成3.35米直徑助推器,再搭配一個先進(jìn)低溫上面級。長征八號A運載火箭的高軌運載能力與長征七號A相同,但少了一級、兩個箭體模塊、五臺發(fā)動機,既省錢又可靠”。
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