深藍航天“星雲-M”1號試驗箭順利完成兩次長程靜態點火試驗

近日,中國航天民營企業深藍航天在陝西銅川發動機試驗基地順利完成首次10s靜態點火測試後,企業再接再厲,連續成功完成了“星雲-M”液體回收1號試驗箭的兩次長程變推力靜態點火測試,單次點火時長各60s。據瞭解,深藍航天的兩次長程變推力測試模擬了垂直回收全程的推力調節程序,着重考覈長時間變推力工作條件下“雷霆-5”電動泵變推力發動機與“星雲-M”火箭其餘各系統的工作協調性。

深藍航天根據兩次測試數據分析,“雷霆-5”發動機均按預定時序準確完成了多次推力調節動作,各系統工作配合正常,達到測試考覈目標。至此,“星雲-M”1號試驗箭在正式開展垂直回收飛行試驗前的各項測試準備工作已全部完成。

“星雲-M”的系列靜態點火測試爲國內首次完成液體火箭整箭靜態點火測試,目前靜態點火累積時間已超過130s,並完成了泵壓發動機深度推力調節等測試科目,爲成功完成垂直回收飛行試驗奠定了基礎。

此次測試的完成,意味着深藍航天的火箭重複使用技術探索已取得階段性的成功,接下來即將執行“星雲-M”首次垂直回收飛行試驗。

據悉,對於液體運載火箭的垂直回收,由於飛行中液體推進劑不斷消耗,全箭質量不斷降低,特別是臨近着陸時回收子級質量相較起飛時明顯偏低。因此,在火箭回收着陸的過程中,需要通過發動機的大範圍推力調節,來保證全箭在下降和着陸過程中的過載要求,並使最終落地速度能達到着陸所要求的範圍之內。

同時,對於國際現役液體運載火箭主要使用的泵壓發動機,實現大範圍推力調節往往需要多個調節元件來實現,調節控制規律複雜,同時噴注器、渦輪泵等多個關鍵組件也要具備在不同的推力調節工況下可靠工作的能力,往往需要開展大量的研究和試驗工作。垂直使用火箭的成功標杆Falcon系列火箭的成功基礎即建立在Merlin系列發動機上,根據其最新用戶手冊顯示,應用在Falcon 9火箭一級上的Merlin 1D發動機推力調節範圍約爲57%-100%。

深藍航天“星雲-M”液體回收試驗箭使用的“雷霆-5”發動機爲針栓式電動泵液氧煤油發動機,該發動機真空推力50kN,通過百千瓦級電機調節發動機泵轉速,可實現50%-110%推力調節。2020年1月,“雷霆-5”發動機完成了首次整機變推力長程試車;2021年2月,“雷霆-5”發動機完成了變推力長程搖擺校準試車。“星雲-M”試驗箭爲國內首次將電動泵發動機應用在液體火箭上。