深蓝航天星云一号火箭垂直回收功败垂成

我国民营航天事业蓬勃发展，并有多家企业开始尝试回收复用，并取得了重大进展，比如蓝箭航天的朱雀三号完成了10公里高度垂直起降，而航天科技集团的可重复使用火箭已经飞到了12公里高度。

但是，航天事业一直都有着极高的风险。

9月22日13时40分，江苏深蓝航天在内蒙古深蓝航天额济纳旗航天港实施了星云一号首次高空垂直回收飞行试验。

这是中国第一次可入轨运载火箭的高空回收试验。

核心任务目标，是验证星云一号入轨后垂直回收阶段各系统工作的正确性和协调性，特别是首次在飞行中验证多机转单机变动力工况，为后续百公里级回收飞行试验、以及最终入轨+回收试验任务积累关键数据。

遗憾的是，可回收复用的一子级箭体在飞行试验的最后着陆阶段发生异常，试验未取得完全成功。

《星云一号首次高空垂直回收飞行试验试验大纲》总共设计了11项主要试验验证任务，其中10项成功完成，1项未完成。 

星云一号是深蓝航天的第一型可入轨且回收复用的商用液体火箭，直径3.35米，一子级高度约21米。

它配备的雷霆-R液氧煤油发动机，由深蓝航天全自主研制，是中国第一型90%以上主体结构均采用高温合金3D打印技术一体成型的可复用液体火箭发动机。

下一步，深蓝航天将按计划执行“星云-1”运载火箭一子级垂直回收飞行验证，将于2024年实现“星云-1”运载火箭的入轨+回收，正式开启规模商业化。

按照《星云一号首次高空垂直回收飞行试验试验大纲》，本次试验过程验证的关键技术点情况如下：

火箭按照预定程序三台发动机点火起飞，到达预定高度后，两侧发动机关闭，依靠单台发动机推力稳定姿态并减速上升，到达最高点之后依靠单台发动机推力调节平稳下降，横移约200米后，在回收场上空的预定高度成功解锁展开并锁定着陆支腿，但是在最后着陆关机段出现异常，导致箭体出现部分损毁。

本次飞行测试全程飞行时长179s，关机前箭体与理论着陆点的误差小于0.5米，最后箭体精确落于回收场中心点。

本次试验飞行任务剖面与预定程序相符，试验准备和实施全过程都在前期安全管控预案范围内，试验后按照预定的应急处理流程进行后处理，全程未发生任何安全问题。

试验后经过对试验过程数据初步回溯分析，在最后着陆关机段，发动机调推伺服跟随控制指令出现异常，导致箭体着陆高度超过设计范围，箭体出现部分损毁。

深蓝航天技术团队将尽快完成任务“归零”，为后续回收飞行试验的成功打牢基础。深蓝航天在本次试验总结以及技术故障归零基础上，11月份将再次执行高空垂直回收任务。

本次飞行测试在深蓝航天自行建设的额济纳旗航天港进行，试验场的地面设备、加注系统、测控系统，均由深蓝航天自主研制。

这是国内第一个完全商业化的能够满足液体火箭发射和飞行测试的试验场，地处戈壁腹地，南侧紧邻中国第三大沙漠巴丹吉林沙漠，周边都是广袤的戈壁沙漠无人区，具有本质安全性特征。

本次试验航区指向南侧沙漠无人区，试验严格按照火箭试验安全管理要求执行，开展全面风险识别、管控、应急方案，确保本次试验的试验安全和公共安全。

对于受试产品星云-1入轨火箭一子级而言，本次试验仅仅加注了不足1/5的推进剂；成功验证了高空垂直回收工况推进剂浅箱晃动状态下的精确姿态控制。

本次试验使用了基于动基座的高精度自对准技术，以及起飞滚转变射向发射技术，可以在火箭不改变起竖安装状态情况下满足全射向发射需求，未来可大大简化对不同飞行任务的工作量并提升适应性。

本次测试初步验证了基于最优控制的回收航迹优化和米级精度制导算法，为后续的入轨+回收最优控制方法进行了工程验证。

本次试验是国内首次采用开式循环液氧煤油针栓发动机，执行火箭高空回收测试任务。

液氧煤油推进剂组合具有综合运载效率高、产品成本低、使用安全性和维护性好等特点，是作为商业使用的液体回收火箭的不二之选；但由于煤油液-液组织燃烧的困难性，平滑推力调节和稳定燃烧一直是煤油调推发动机的难点。

针栓技术作为解决煤油发动机调推的最佳工程实践，是开式循环液体发动机的技术高峰之一。

本次试验的成功是雷霆-R发动机首次参与飞行试验，中心发动机在179s飞行中全程进行了推力调节，实际调推指令范围为110%至58%，推力调节精度优于1%，在飞行工况下对最大幅度达40%的阶跃指令相应良好、推力超调精度小于2%。

本次试验在国内首次采用了专门针对入轨级火箭开发的着陆缓冲机构（着陆支腿）进行垂直回收测试。

为满足入轨级火箭苛刻的重量要求，该机构采用了全碳纤维结构制造，前期进行了缓冲器单机试验、连接锁定装置单机试验、单支腿的系列展收试验、四支腿和箭体的联合展收试验等单机和系统试验。在前期一系列试验和改进的基础上，该机构是国内首个进入工程化应用的着陆缓冲装置产品。

在付出重量不大于1.2t、占火箭空重小于10%的代价下，可以让火箭一子级在携带剩余推进剂条件下按照总重量不大于15吨、速度不大于3m/s，姿态角不大于5°情况下，安全可靠软着陆。

江苏深蓝航天有限公司（深蓝航天）成立于2016年，是一家以运载火箭研发、生产及提供商业发射服务为核心业务的商业航天企业,聚焦液体可回收复用运载火箭的研制。

深蓝航天制造总装基地位于江苏省南通市，在北京亦庄设有火箭技术、液体发动机研发中心；在山东济南建有火箭动力测试基地；在海南文昌建有发射基地和文旅教育基地，已获得国家高新技术企业认证、武器装备质量管理体系认证和国家相关保密资质。

深蓝航天主打产品为“星云”系列运载火箭，包括“星云-1”液体可回收复用运载火箭、“星云-2”液体可回收复用运载火箭，与之配套的“雷霆”系列液体火箭发动机则分别为“雷霆-R1”液氧煤油发动机、“超级雷霆”液氧煤油发动机。

2021年7月23日，深蓝航天完成了国内首次液氧煤油火箭垂直起飞和垂直降落（VTVL）自由飞行，即被称之为“蚱蜢跳”的运载火箭垂直回收飞行试验。

2021年10月13日，深蓝航天再次成功完成百米级VTVL垂直回收飞行试验。

2022年5月7日，深蓝航天成功完成公里级VTVL垂直回收飞行试验，成为了全球第二家完成液氧煤油火箭垂直回收复用全部低空工程试验的公司（第一家为美国的SpaceX）。

2022年6月29日，深蓝航天20吨级液氧煤油发动机“雷霆-R1”试车圆满成功。

2022年9月29日，深蓝航天完成中国商业航天首次可重复使用液氧煤油发动机二次起动试车。

10月8日，同一台发动机在不下台状态下再次进行了二次起动试车，一次起动发动机工作20s，二次起动发动机工作20s，再次取得圆满成功，标志着“雷霆-R1”发动机已经具备了可重复使用能力。

2023年6月，深蓝航天自主研制的可重复使用发动机“雷霆-R1”在深蓝航天新投入使用的立式试车台位整机考台试车取得圆满成功。

本轮试验的同一台“雷霆-R1”发动机共进行了数次整机全系统试车，以及数十次不同工况的起动测试和点火测试，再次凸显“雷霆-R1”发动机可重复使用的优越性能和稳定性能。

6月29日，深蓝航天可重复使用发动机“雷霆-R1”再次整机全系统试车，进入常态化试车阶段。

7月，深蓝航天完成国内首次使用非火工连接解锁机构进行的整流罩分离试验。

8月，深蓝航天“雷霆-R1”发动机首次立式试车台整机试车120秒圆满成功。

8月15日，深蓝航天液氧煤油发动机“雷霆-R1”国内首次三次起动整机试车圆满成功。

8月23日，深蓝航天完成国内首次液氧煤油发动机全飞行时序三次起动试车。

10月18日，深蓝航天液氧煤油发动机“雷霆-R1”420秒长程试车圆满成功。

11月20日，深蓝航天液氧煤油发动机“雷霆-R1”整机40%-100%在线变推力试车圆满成功。

12月，深蓝航天“星云-1”液体可回收复用运载火箭着陆支腿展收试验取得圆满成功。

2023年12月至2024年1月，深蓝航天“雷霆-R1”发动机整机摇摆试车取得圆满成功。

3月，深蓝航天“星云-1”火箭一子级三机状态动力系统试车圆满成功。

4月，深蓝航天“星云-1”火箭一子级200秒长程动力系统试车圆满成功。4月，深蓝航天“星云-1”级间分离反推动力装置性能验证试验圆满成功。

5月，深蓝航天“星云-1”火箭一子级回收着陆段系统联调和落震试验取得圆满成功。

6月，深蓝航天“星云-1”火箭栅格舵展开性能试验取得圆满成功。

7月，深蓝航天“星云-1”火箭一子级三机并联全时序动力系统系列试车圆满成功。