双曲线二号重复使用运载火箭栅格舵子系统完成地面验证试验

来源星际荣耀

近日，星际荣耀进行了双曲线二号可重复使用运载火箭栅格舵子系统地面验证试验，试验过程覆盖了双曲线二号运载火箭飞行任务全流程，验证试验取得圆满成功。该子系统是重复使用运载火箭的典型关键技术之一，具有机电一体、力热环境复杂等特点。

此次栅格舵子系统验证试验按照飞行试验状态全要素、全流程开展，试验覆盖双曲线二号运载火箭一子级典型飞行任务工况，包括了解锁展开、动态调整、回收折叠三个阶段所有工况。在试验过程中，栅格舵沿展开以及摆动两个方向共进行了数十个周期的运动，动作平顺、避让充分，结构机构产品与电气产品协调匹配、工作正常，充分验证了栅格舵系统设计的正确性和运动的协调性。

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栅格舵展开运动

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栅格舵摆动运动

栅格舵是一种火箭飞行姿态控制装置，重复使用运载火箭的一子级在再入大气层后利用栅格舵进行姿态控制具有控制效率高、控制品质好、可靠经济的技术优势。早在2018年双曲线一号验证型火箭上，星际荣耀就开展了栅格舵控制技术验证，为可重复使用液体火箭相关系统的研制积累经验（《揭秘双曲线一号验证火箭上的栅格舵技术》）。相比于双曲线一号验证型火箭搭载的栅格舵，双曲线二号运载火箭搭载的可重复使用栅格舵系统是更为高度集成的复杂系统，存在更多种工作模式：

• 当一子级地面运输和上升飞行时，4片栅格舵始终保持折叠状态，并紧贴在一子级箭体外表面；

• 当一子级从大气层外再入时，栅格舵从紧贴箭体的折叠状态解锁、完全展开；

• 当一子级重返大气层后，箭体依靠栅格舵摆动进行一子级姿态控制和轨迹调整并气动减速，依靠发动机二次点火进行动力减速并实现悬停和着陆，最终实现一子级垂直着陆回收；

• 当一子级整体垂直着陆回收后，栅格舵自动折叠、锁定，恢复初始状态。

在垂直回收运载火箭上设计实现能够完全重复使用的栅格舵系统具有很大的技术挑战，不仅需要在严酷力热环境以及多个任务剖面下，满足地面运输和上升飞行过程中自动折叠锁定、返回过程中自动展开和摆动、回收落地后自动折叠锁定等研制需求，还需要满足气动特性良好、可靠性、维修性和保障性高的研制需求，具有任务剖面多、力热环境严酷、尺寸链复杂、集成度高等特点。

研制团队基于任务需求大胆创新，先后完成了多方案对比优化、气动力热仿真、结构机构电气一体化设计、复杂环境适应性分析、整体3D打印等设计与制造难关。相关技术不仅能用于可重复使用运载火箭一子级垂直回收，还可用于一次性使用运载火箭的残骸落点精确控制，以提高残骸落区的安全性。

本次试验的圆满完成不仅是双曲线二号运载火箭研制的重要节点，也标志着双曲线二号验证型火箭米级、公里级、百公里级垂直起降飞行试验的又一关键技术获得突破，为即将开展的飞行试验圆满成功奠定了坚实的技术基础。