中國民營航天企業(yè)天兵科技的一級(jí)火箭垂直回收方案曝光了！根據(jù)國家專利平臺(tái)公開的數(shù)據(jù)，天兵科技在今年5月申請(qǐng)了一項(xiàng)名為《一種火箭垂直回收方法、系統(tǒng)及火箭》的發(fā)明專利，其中詳細(xì)介紹了一子級(jí)火箭的回收方案，與其他可重復(fù)使用火箭的一級(jí)回收具體過程有著很大不同，展現(xiàn)出了獨(dú)創(chuàng)的方式。

目前，中國正在測試的一級(jí)回收火箭有三款，分別是中國航天科技集團(tuán)八院的長征十二號(hào)甲、藍(lán)箭航天的朱雀三號(hào)，以及天兵科技的天龍三號(hào)。根據(jù)已有的信息，天龍三號(hào)直徑3.8米，全長72米，起飛質(zhì)量590噸。

與長十二甲、朱雀三號(hào)都是液氧甲烷火箭不同的是，天龍三號(hào)是一款液氧煤油火箭，其一級(jí)火箭使用9臺(tái)天火-12發(fā)動(dòng)機(jī)，理論上可以進(jìn)行回收。二級(jí)火箭使用1臺(tái)天火-12V發(fā)動(dòng)機(jī)，不進(jìn)行回收。目前，天龍三號(hào)的一級(jí)火箭已經(jīng)成功完成了靜態(tài)點(diǎn)火試驗(yàn)，后續(xù)將進(jìn)行首飛任務(wù)。

從公開的相關(guān)專利信息來看，在t0時(shí)刻，一級(jí)火箭點(diǎn)火升空。在t1時(shí)刻，火箭飛出大氣層，進(jìn)入太空中。一級(jí)火箭繼續(xù)工作到t2時(shí)刻，隨后外圍8臺(tái)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)，中心那一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)工作，但推力要降低至額定推力的5%。

從t2到t3時(shí)刻，一二級(jí)火箭進(jìn)行分離，二級(jí)火箭點(diǎn)火工作，將載荷繼續(xù)送往預(yù)定軌道，而一級(jí)火箭準(zhǔn)備開始回收機(jī)動(dòng)。從t3到t4時(shí)刻，通過對(duì)中心發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行雙向搖擺，實(shí)現(xiàn)一級(jí)火箭的動(dòng)力轉(zhuǎn)向，使其姿態(tài)保持對(duì)準(zhǔn)地球方向，發(fā)動(dòng)機(jī)噴口朝上，并不斷向下俯沖。

到了t5時(shí)刻，一級(jí)火箭的中心發(fā)動(dòng)機(jī)再次進(jìn)行雙向搖擺，對(duì)火箭姿態(tài)進(jìn)行大幅調(diào)整，直至最后完成180度的超級(jí)大轉(zhuǎn)彎，使其發(fā)動(dòng)機(jī)噴口朝下。到了t6時(shí)刻，姿態(tài)調(diào)整到位的一級(jí)火箭開啟100%滿推力的發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)火箭進(jìn)行減速。

在t7時(shí)刻，一級(jí)火箭穿過卡門線，開始再入稠密的大氣層。到了t8時(shí)刻，中心發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)，隨著大氣變得越來越稠密，一級(jí)火箭在快速增加的空氣阻力作用下進(jìn)行減速，做自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)入大氣滑行階段。

到了t9時(shí)刻，一級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)再次點(diǎn)火啟動(dòng)，讓火箭的速度進(jìn)一步降低。直到最后t10時(shí)刻，火箭利用著陸支腿垂直降落在地面上，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)，實(shí)現(xiàn)一級(jí)火箭的回收。

天兵科技的一級(jí)回收技術(shù)的亮點(diǎn)在于，不需要像傳統(tǒng)火箭那樣在高空二次點(diǎn)火，而是一直點(diǎn)火，只是降低了推力，并以頭朝下、發(fā)動(dòng)機(jī)噴口朝上的姿態(tài)進(jìn)行俯沖下降，然后再180度掉頭下降。

由于一級(jí)火箭在發(fā)射升空過程中消耗了大量的燃料，且在飛行過程中，還會(huì)產(chǎn)生一些負(fù)過載情況，這會(huì)讓液體燃料分散在貯箱各個(gè)角落。如果沒有把燃料重新聚集到貯箱底部出口處，一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)再次點(diǎn)火時(shí)，燃料就有可能無法順暢進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行正常工作，從而影響火箭的穩(wěn)定飛行。

因此，在一級(jí)火箭下降過程中，需要對(duì)燃料進(jìn)行重定位。通過控制一級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料流量，持續(xù)輸出部分推力產(chǎn)生正過載，可以實(shí)現(xiàn)燃料沉底。這樣就不需要像傳統(tǒng)火箭那樣攜帶固體火箭，在下降過程中點(diǎn)火實(shí)現(xiàn)燃料的沉底。這種方式可以進(jìn)一步降低一級(jí)火箭回收成本。

天兵科技的這種一級(jí)火箭回收方案是一種大膽創(chuàng)新，既能縮短火箭回收時(shí)間，又能減少回收成本，可謂是兼顧了效率與成本。接下來，就看實(shí)戰(zhàn)中的應(yīng)用如何了，讓我們拭目以待！