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7月10日12時15分,長征十號乙運載火箭在海南商業航天發射場發射升空,成功將衛星送入預定軌道,火箭一二級分離約6分鐘后,一子級垂直返回,由我國首艘火箭網系回收海上平臺“領航者”通過網系捕獲方式成功回收。
此次任務是我國首次成功實施運載火箭一子級可控回收,也是全球首次實現運載火箭海上網系回收,標志著我國在重復使用火箭技術領域取得歷史性突破。長征十號乙運載火箭成為我國首型成功實施回收的重復使用運載火箭。
“領航者”是中船廣船國際聯合中國科學院深海科學與工程研究所為中國運載火箭技術研究院改建的我國首艘火箭網系回收海上平臺。該平臺自2024年9月全面啟動論證工作,2024年12月完成方案設計,2025年4月開工,2025年12月命名交付。
“領航者”長144米,寬50米(外廓),吃水5.5米,滿載排水量2.5萬噸,具有DP-2動力定位能力,搭載36米高的阻攔網架。該平臺由無動力駁船創新改裝而成,技術復雜性和改裝難度前所未有。平臺已獲得中國船級社(CCS)簽發的入級證書和法定證書,是我國首個取證的火箭網系回收海上平臺。
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據介紹,“領航者”號的設計改建具有諸多難點,由于平臺與火箭著陸時的位置姿態要高度協同,因而橫搖、縱搖及艏搖等普通船舶設計時不太被關注的指標,卻對“領航者”號有著更高要求;該平臺的動力定位系統定位精度,也需滿足各個浪向下的指標要求,普通船舶在實現動力定位時只考核迎浪(艏向角180度)狀態的定位能力,而該平臺需要考慮60度甚至90度時的定位精度;在船體結構設計上,普通船舶通常主要考慮載荷在甲板面均勻分布,但網系回收海上平臺是通過四組大支座固定在甲板上,載荷高度集中,這就給船體結構設計帶來很大挑戰。同時,網系回收系統是高聳桁架結構,質量大、重心高,給船舶穩性設計也帶來很大困難,需要在設計之初就開展各種海況下的載荷分析、風洞實驗、外廓飄臺設計等。
廣船國際項目團隊克服了技術集成高度復雜、夏季船塢作業條件艱苦、建設工期極度緊張等多重挑戰,聯合航天院所、船檢機構組建專項攻堅團隊,多方協同攻克多項關鍵技術難題,高質量完成甲板重構、巨型網系基座毫米級高精度改建。該平臺全面搭載全國產化動力定位系統、船箭實時測控系統,核心設備實現100%國產化。中船集團第七O四研究所為“領航者”號量身研制了全國產化動力系統集成、全船減振和振動監測等多臺套關鍵核心裝備。
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本次任務開創性采用無著陸腿網捕回收新模式。長征十號乙一子級取消了著陸腿結構,改為加裝掛鉤裝置,由“領航者”以巨型柔性阻攔網實施空中捕獲。火箭再入末端,全球首款“井”字形高強度緩沖攔阻網系配合箭上掛索機構實現箭體捕獲。
對比國際主流火箭回收方案,網系回收有利于簡化箭上結構,減輕箭體重量,增加運載能力;對落點偏差的適應能力強,可通過網系協同“放大”捕獲窗口。該方案降低了對火箭控制系統的要求,對火箭降落的位置、方向、速度和角速度等擁有更大的容差,有效減少了火箭因回收而增加的“凈重”,進一步提升運力及發射效率。整套方案依托“領航者”專屬改建配套能力實現工程化落地,為世界大規模箭體回收提供了“中國方案”。
本次回收成功,標志著我國正式掌握大運力液體火箭完整回收技術,打破了海外長期壟斷的火箭回收單一技術路線,填補了海上網系火箭回收領域技術空白。本次船舶工業與航天領域跨界融合創新實踐,為我國商業航天產業化、火箭回收技術自主可控發展筑牢了裝備根基。
廣船國際將以本次任務成功為契機,一是總結火箭回收船舶改建全套技術標準,形成標準化、系列化海上航天回收平臺建造方案;二是深化與航天院所、商業航天企業戰略合作,布局新一代大型回收船、海上發射保障船、航天測控配套船舶研發;三是持續推進船舶裝備國產化、智能化升級。
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