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中国首枚民营自研商业火箭成功发射幕后:中心产品全自主研制

发布者:高龙
导读5月17日7时33分31秒,中国首枚民营自研商业火箭OS-X型“重庆两江之星”号,在中国东南某基地点火升空。“重庆两江之星”号火箭设计制造商零壹空间总裁马超和航空工业沈阳所副所长林鹏共同宣布,光学测量、雷达测量和遥感测控一切正常,到达预定实验要求,牢靠获取全部重要实验数据,实验成功。据马超引见,“重庆两江之星”为零壹空间OS-X系列的首型火箭。该火箭长度9米,总重7200kg,全程大气层内飞行,最

5月17日7时33分31秒,中国首枚民营自研商业火箭OS-X型“重庆两江之星”号,在中国东南某基地点火升空。


“重庆两江之星”号火箭设计制造商零壹空间总裁马超和航空工业沈阳所副所长林鹏共同宣布,光学测量、雷达测量和遥感测控一切正常,到达预定实验要求,牢靠获取全部重要实验数据,实验成功。

据马超引见,“重庆两江之星”为零壹空间OS-X系列的首型火箭。该火箭长度9米,总重7200kg,全程大气层内飞行,最大高度约38.7km,最大速度超越5.7倍音速,飞行工夫306s,飞行间隔273km。零壹空间自主掌握固体火箭发起机技术,发起机推力到达350kN,可以为客户载荷完成0~20马赫的飞行速度。本次首飞载荷的客户是航空工业沈阳所。

据马超引见,在本次飞行实验中,火箭停止了国际初次“减阻杆”、“低本钱动力”、“箭上无线通讯”等创新技术的研讨,为简化火箭零碎设计、降低研制本钱打下了坚实根底:以箭上无线通讯技术为例,将火箭从“有线网络”带入“无线WIFI”的新时代,该项技术可以增加箭上电气零碎设备50%的分量。

“重庆两江之星”号是如何设计出来的,有哪些亮点,民营企业进入商业航天范畴会带来哪些变量?首飞前一天的5月16日,磅礴新闻(www.thepaper.cn)记者对零壹空间总体控制部总监李云鹏停止了独家专访。

火箭研制历经一年,瞄准飞行实验细分市场

李云鹏通知磅礴新闻记者,OS-X型火箭整个研制进程阅历了近1年工夫,其中次要分为两个阶段:一是方案阶段,对总体和各分零碎的方案停止论证设计;二是工程阶段,次要包括产品投产和相关大型实验。

他引见,OS-X型火箭的构型是一个一级固体火箭,次要是用于先进空天技术的验证飞行实验。

关于该火箭在国际外同等火箭中处于怎样的程度,李云鹏表示,很难类比,由于国际外很少有瞄准飞行实验市场的火箭。

相似的国外同类型火箭——美国小型运载火箭开发商时代轨道发射效劳公司(Generation Orbit Launch Services)的GO1火箭将在2019年首飞。对此,李云鹏称,“虽然前者宣称本人是首个商业飞行实验平台,但很分明,我们的X系列才是真正首个,我们在2018年就要停止商业运营,并完成三发飞行。可以说,我们如今是世界上进度最快的,相当于在商业形式上填补了这块空白。”

他引见,目前,国际有很多研讨机构和高校都有停止飞行实验的需求,但过来这种时机很难得,只能向传统国企寻求时机,但由于没有专门团队和产品做这个事,就算经过各种协调失掉这个时机,整个周期也会很长、本钱会十分高。他举例称,比方X系列本钱大约在1000万左右,用以前入轨的火箭本钱最廉价也得6000万左右,而廉价的探空火箭由于没有控制零碎、没有那么大顺应才能,也无法满足有特定弹道需求的客户。因而,OS-X型火箭的呈现,真正填补了这块市场的空白。

中心产品全自主研制,火箭可完成定制化

李云鹏引见,此次发射的火箭从总体设计到分零碎设计,到重要单机产品设计,包括发起机、电机零碎中的中心产品中控器,都是自主研制。

此外,零壹空间简直掩盖了火箭发射的全进程,“大型空中实验,大局部由我们出方案、组织施行,一切配备任务,包括发射场的发射、测试任务都由我们本人完成,自主知识产权很高;构造上,一切图纸、每个螺钉都是本人设计;其中有些选择外包,比方电机零碎里有些单机,由于在市场上曾经十分成熟,没有必要本人设计;但其中十分关键的做飞行控制的中控机是本人研制,其他的一些传感器则会采用外购。”

值得留意的是,OS-X型火箭可以依据客户需求(比方运载才能大小、弹道选择、载荷尺寸等)停止定制化设计。

关于定制化的范围,李云鹏引见,X系列火箭实验的微重力工夫可达600秒,实验高度窗口在10千米至1000千米,临近空间实验速度窗口最大可达15马赫,主载荷分量最大可达2吨,主载荷几何尺寸最大可达8米×3米×3米。假如到达最大尺寸载荷,可采用并联方式装置;假如载荷较小,可在火箭头部采用串联方式装置,都可灵敏配置。

此外,X系列火箭的控制机构选择有燃气舵和空气舵,包括零壹自研的姿控动力零碎,“这些都可以依据用户需求的飞行弹道,在我们对需求的控制才能停止评价后,停止灵敏配置。”

电机零碎集成化设计,初次停止减阻杆测试

李云鹏对X系列火箭的先进性概括为两点:

第一点,是电机零碎采用集成化、一体化设计。其中,电机零碎的中心产品中控机,相当于集成了控制零碎的几个单机——继续控制、飞行控制解算、GPS接纳、供配电、测量零碎数据采集和编码调制等,这些任务都集成到一个设备里,分量却只要1.8公斤。

李云鹏表示,电机零碎的集成化完成了火箭的配套设备数量大幅增加.整个零碎规模,包括火箭上电气设备之间互联互通的电缆网规模也大大降低。一方面,这直接降低了配套本钱,另一方面也提升了运载才能。此外,电机的集成化也简化了整个实验周期,包括占用发射场的工夫资源也会增加,这三点关于商业化运转的火箭十分关键。

值得留意的是,李云鹏还提到,此次发射的火箭上还搭载验证无线收发技术,次要是为未来做无线火箭做预备,“如今火箭上信号传输次要还是经过有线形式,我们想经过这次搭载飞行对这个范畴停止一些探究,假如未来能完成这个技术,可以进一步把电机零碎的本钱分量大幅下降。”

第二点,是火箭上还停止了减阻杆测试。李云鹏引见,减阻杆次要担任减阻降热,次要在飞行进程中可起到减小阻力、降低热流的作用。目前这个技术在国外一些型号里有过一些使用,但在国际还没有工程使用,因而此次做这个测试,也是相当于对工程效能停止评价,取得一些数据,填补国际这方面研讨的空白。

固体发起机:研制周期短、本钱低

此次首飞的X系列火箭所搭载的是零壹自研固体火箭发起机。

对此,李云鹏引见,和液体发起机相比,固体发起机的优势在于运用起来比拟简便,对空中依赖比拟少,而液体发起机需求加注和大规模的空中零碎。此外,相比其他固体发起机,X系列的发起机研制周期更短,本钱更低。

如何做到这两点?李玉鹏表示,缘由在于公司的研发架构呈扁平化形式,研发部门之间的层级根本没有,根本上都直接对总设计师担任,公司也根本上以设计为主,“去行政化的管理形式,相当于增加了很多的部门之间的接口,包括管理进程中的上传下达。”第二,是自主化水平高,很多构造都自主设计,这也使得各个技术产品之间相互配合比拟有自主权,省去了很多和内部协调的工夫。

火箭首飞义务:停止音爆测试、光测和雷测

在火箭总装后,首飞前,火箭阅历了总反省的测试,包括模仿飞行总反省、发射流程总反省,箭体停止了热密封,发射台停止了装置和定向。

在发射当天,火箭被转运到发射阵地,吊装到发射台上。发射前,阅历了大约非常钟左右的复杂测试。

在按下发射按钮之后,火箭便开端了本人的实验义务。

李云鹏引见,此次首飞义务中,有对音爆的测试,其中音爆是障碍超高速客机开展的严重技术成绩,借助这次飞行测试,团队会在火箭飞行进程中在航区停止音爆测试。在飞行进程中,会有遥测数据的下传,团队也可实时看到。

此外,发射场还将完成光学测量、雷达测量。在落区,也有人员对残骸停止搜索。飞行完成后会对遥测数据停止初步判别,疾速断定发射能否成功,之后对数据停止详细剖析。

除了两项由客户委托的减阻杆测试和音爆测试,此次首飞的火箭下面还搭载了零壹本人的东西,次要思索是为当前做技术储藏,“比方火箭上的无线收发,还做了一些在火箭上用的电池。”

火箭发射平安性:装备自主安控零碎,一旦失控将采取措施让火箭直接掉在平安区

每当有火箭发射,平安性就是大众最为关注的话题。

对此,李云鹏表示,火箭的平安性是一个很大课题。X系列火箭在整个设计进程中就不断在做平安性设计和剖析,囊括在空中运用的进程中运输、存储、总装、测试等,“在保证测试人员平安的前提下,我们都严厉遵照国度规范、行业规范,这些规范都有详细的对各个阶段的操作标准。”

关于此次首飞,李云鹏表示,航区(航线飞行区域)平安、首区(发射区域)平安,都经过了详细的计算,对落点范围的掌控也停止了详细的仿真计算。据悉,此次设置首区平安区的半径为150米,测试人员都在一公里之外,发射场和落区也停止了清场。

值得留意的是,一旦火箭发作不测状况,也有相关兜底性措施。李云鹏引见,此次火箭上装备有自主安控零碎,具有自动安控功用,一旦火箭在飞行进程中失控,有飞出平安区的趋向,安控零碎会自动采取措施让火箭直接掉上去,掉在平安区内。

李云鹏表示,“每次发射,发射场和主管机关最关怀的也是平安性,会停止一个详细的评审,有严厉管控,触及到的是整个流程。”

不过,目前中国国际对民营企业参与商业航天还未出台相关明白监管条例。对此,李云鹏以为,该当经过立法来标准,他泄漏,国际如今这块范畴的立法,有关部门正在停止。

据理解,目前在实践操作进程中,民企普通会遵照国企形式,平安性由国度主管部门包括发射场评价,监测飞行间隔等测控资源也在国度单位手里掌控,一些外弹道测量、光测、雷测根本上都是国有监控资源。

民企介入优势

近年来,不断担任中国航天“国度队”角色的中国航天科技集团、航天科工集团,纷繁面向商业航天市场,丰厚了火箭产品型谱,并推出了新的商业效劳形式。因而,有声响提出,“国度队”有技术有实力,曾经做得很完善了,在航天范畴从零起步的民企能否有介入的必要?

对此,李云鹏以为,民企实践上是国度队的无力补充。“民企整个的机制愈加灵敏,可以更多吸引社会资本,能承当一些商业化水平更高的义务,也可以愈加自动得发掘市场需求。比方X系列市场,以前没有人做,我们作为民企,在这块市场需求这块会愈加自动,有利于航天走向群众。很多东西最终昌盛起来,还是商业化的形式比拟能安慰开展。”

目前,零壹空间引入的机构股东包括重庆两江航投集团、哈工大机器人集团、正轩投资、春晓资本、联想之星、前海梧桐并购基金、鸿泰基金、招商局创投、前海万得、通江资本等,累计融资近 5 亿元。其中,哈工大机器人集团是哈尔滨工业大学结合黑龙江省政府、哈尔滨市政府成立的智能配备集团;正轩投资是比亚迪结合开创人创建的高科技范畴投资机构。