星际荣耀顺利完成SQX-2可回收运载火箭反向风洞测力试验

来源 北京星际荣耀空间科技有限公司

编者按

从2015年12月SpaceX的猎鹰9号运载火箭第一次实现垂直回收，到今天，可重复使用运载火箭技术已经进入一个全新时代，星际荣耀自主研发的可重复使用运载火箭双曲线二号（SQX-2）也计划于2021年进行一子级的米级、公里级、百公里垂直起降试验，并于后续完成双曲线二号遥一首次入轨发射任务。可重复使用运载火箭技术方案复杂，是一个要求气动、结构、控制和动力等多个分系统精密合作的庞杂工程。今天起，我们推出“可重复使用运载火箭”专栏，介绍星际荣耀研发进展、科普成功研制可重复使用运载火箭到底有多难。

近日，星际荣耀完成了可重复使用运载火箭双曲线二号（SQX-2）反向风洞测力试验。风洞试验是火箭研制过程中的一个重要环节，通过风洞试验获取更为精准的气动数据，能更好地控制设计余量，从而提高产品的竞争力。

没错，这是栅格舵技术继应用于双曲线一号验证型火箭、双曲线一号遥一运载火箭之后，再一次出现在了星际荣耀双曲线二号运载火箭上。这一次，栅格舵的作用不再是把运载火箭安全稳定地送向太空，而是让火箭能够以倒飞方式顺利地返回地面。因此，火箭反向风洞试验又可以叫做火箭倒飞风洞试验。

双曲线二号风洞试验模型

说起火箭倒飞，大家一定能想到大名鼎鼎的SpaceX猎鹰九号一子级垂直回收返回飞行；国内某些火箭型号也通过采用火箭倒飞技术实现了对一子级残骸的精确落点控制。

对于火箭倒飞的空气动力学研究可是比常规火箭复杂也困难得多。目前主流火箭均采用冯卡门曲线作为火箭整流罩的外形母线，这种曲线流线型好，对火箭减阻效果明显。

双曲线一号冯卡门曲线整流罩

火箭倒飞时，火箭底部除了是一块圆形的平板外，上面还有若干喷管和排气管等外凸物，这些都增加了倒飞时箭体底部流场的复杂性。

双曲线二号底部喷管

这里借用CFD压力云图对火箭底部流场进行说明。当超音速气流经过倒飞火箭底部时，会形成一道非常强烈的弓形激波，空气经过这道弓形激波后被急剧压缩，并且作用在火箭底部，给火箭底部带来了巨大的正压力。风洞结果显示，这种倒飞火箭的气动阻力是常规上升段气动阻力的4~5倍。正是由于巨大的阻力，倒飞火箭能够在大气层中充分减速，为火箭的回收奠定良好的基础。

双曲线二号倒飞底部流场云图

本次风洞试验后，星际荣耀的气动工程师们将迎来可重复使用运载火箭气动特性研究的终极挑战——双曲线二号反向喷流风洞试验，获取关键的返回段喷流条件下的气动数据，为2021年双曲线二号一子级百公里垂直起降回收试验和后续的双曲线二号遥一首次入轨发射及一子级垂直回收任务提供有力的支撑。