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当地时间7月11日,就在中国完成人类首次火箭一子级“网系回收”壮举之后,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA,以下简称日本宇航机构)在秋田县完成了首次复用火箭飞行器验证测试,代号“RV-X”的实验飞行器在低空垂直起降验证中取得了首次成功案例。
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善于“带节奏、别苗头”的日本媒体迅速对这次技术验证进行了深度报道,有意无意将其与中国火箭回收任务进行对比联系。但令日本媒体尴尬的是,“RV-X”验证活动的技术层次实在不够看,“RV-X”火箭垂直上升至约11米高度,悬停后在水平方向进行了大约16米的横向移动,最终以直立姿态成功着陆。
我们看到,“RV-X”整个飞行过程持续了约40秒,这个飞行状态在业内通常被视为最基本的“蹦跳测试”或“蚱蜢测试”。从测试验证流程的本质来讲,日方此次实验就是为验证火箭最基本的制导控制和定点着陆技术,成功实现从起飞、悬停到着陆的完整流程,进而为高空亚轨道测试进行基础准备。
那么晚,11米的飞行高度是个什么概念呢?拿这次长征十号乙火箭回收的一子级来举例,该火箭大概在海拔100公里飞行高度进行了垂直返回动作,在距离发射场大约300多公里的海上回收平台,成功完成了一子级海上回收作业,因此,两者之间毫无可比性。
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值得注意的是,今年5月14日,在广东省阳江市海陵岛,由中山大学团队自主研发的“逸仙3号”面对称复用液体火箭样机成功完成了火箭悬停、机动以及精准回收技术。
“逸仙3号”飞行时长大约30秒钟,与日本的“RV-X”验证活动40多秒相差不大,两个验证飞行器的尺寸大小也非常接近,所以我们有理由祝贺日本宇航机构终于赶上我国高校的实验水平。
当然,日本宇航开发机构还在摸索一子级回收技术的时候,中山大学团队“逸仙3号”的科研目标则难度更大,他们瞄准的是当今最先进的“二子级”复用技术,两者在研究两者在研究方向上有着本质性区别。
从实验意义上来说,“RV-X”实验项目实际上是一次“从0到1”的起步过程,对相当于模拟火箭一子级的小型实验装置进行了原理测试,这个飞行器的主要目的是验证火箭的飞行控制系统和定点着陆技术,为后续更复杂的测试积累数据。
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也就是说,从当前各国航天机构和私人航天企业的复用技术验证流程来说,JAXA的“RV-X”还处于非常初级的原理验证阶段,距离实用还有很长的路要走。
分析人士指出,火箭回收技术的验证流程,通常会遵循一个从简到繁、从地面到天空、从低空到入轨的阶梯式路径。日本的“RV-X”实验机目前刚刚完成这个阶梯的最初步验证,其技术阶段大致相当于“低空垂直起降原理验证”的起步环节。
正常的情况下,一项成熟的火箭回收技术,其验证流程通常可以分为以下几个核心阶段:
第一、包括对发动机进行长程试车、深度变推力能力测试,以及箭上飞行控制、导航等系统的系留点火试验,确保核心部件在极限工况下的可靠性。
第二、使用缩比或全尺寸的验证飞行器,进行低空(数米至数百米)的起飞、悬停、平移和着陆测试。核心目标是验证飞行控制算法和定点软着陆技术,是“从0到1”的关键一步,日本这次“RV-X”实验就是这个阶段的早期状态。
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第三是最关键的高空亚轨道验证,这一步会将火箭一子级或大型验证飞行器送到数十乃至上百公里的高空,模拟从高空再入返回的过程。这个阶段会全面验证高超音速气动减速(如栅格舵控制)、动力减速以及高空制导等一系列复杂技术。
最后,就是进行全任务入轨回收测试,这个阶段堪称终极“大考”。在真实的入轨发射任务中,对一子级进行全程回收。这要求一子级在完成助推飞行目标后,精准完成滑行阶段、再入阶段、动力减速阶段和着陆阶段等全部流程。中国的长征十号乙便是此阶段的成功范例。
值得注意的是,即便这个极为普通的验证实验还远远称不上重大突破。但却在日本国内引发热烈的舆论反响,不明觉厉的日本民众纷纷点赞祝贺,而深谙“大内宣”技法的日本媒体更是在背后推波助澜,给外界留下一个日本“也可以做到”的媒体错觉。
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分析人士指出,“RV-X”的测试在时间上紧随中国长征十号乙火箭的成功回收。虽然JAXA的测试计划此前因天气和设备问题已多次推迟,但这一时间点难免引发联想。有分析认为,这可能是日本宇航机构在感受到中国航天快速进步的压力后,急于展示自身进展的一种表现。
而外界之所以对“RV-X”测试的评价“异常谨慎”,主要是因为它与中国的技术差距被直观地放大。
中国的成功展示了成熟的大型火箭回收能力,而日本的测试仍停留在原理验证阶段。因此,这次验证实验更像是一次象征性的“宣告”,宣告日本终于登上了全球复用火箭竞赛的赛场,但比赛的号角才刚刚吹响。
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