第210章 一级火箭的鹞子翻身
如果有人问,当一枚火箭从300公里外的澹州发射场起飞,并抵达13万米的高空后,在重力加速度的作用下实现减速,还要在海面精准找到平板驳船降落,难度系数有多大?
很多航天领域的科学家会无奈的笑笑,表示恕难做到。
而今天,即刻飞行要挑战的便是这件事。
整艘‘祝你平安号’的船体尺寸,大约长90米、宽50米,除去集装箱、泵站、设备占据的空间,甲板的‘着陆坪’仅剩50x65米的面积。
火箭不仅要精准找到漂泊在茫茫大海的回收船,还要克服13万米高空的重力加速度,在超高速的大气湍流中完成发动机点火、反冲减速。
数百万人在线的直播间中,每双眼睛都紧张的盯着沿抛物线滑行的一级火箭。
沿途摄影棚的阵地长焦镜头,也竭力捕捉着放大数百倍的飞行画面,同时箭载摄像头传递回了火箭的实时影像。
抵达抛物线顶端后,火箭向上滑行的加速度已经减小为0,只剩一部分残余的、向前的加速度迫使它横移出去。
在平行于天际线滑行一段距离后,便出现了一幕神奇的景象:
二级火箭继续在斜上方奋力爬升,一级火箭则水平向前飞行,此时它的头部朝前、发动机尾部朝后。
飞行一会后,一级火箭向前的残余加速度逐渐减小,开始呈现重力加速度下、朝着斜下方做抛物线运动的趋势。
斜下方的抛物线终点,便是距离吉乐岛300公里的永兴岛海域。
‘祝你平安号’及两艘支援船的工作人员,正翘首以盼的端起望远镜查看情况。
这枚细长的圆柱体在空中是屁股朝后的,若想顺利降落到甲板上,就得在火箭向斜下方坠落前,来一次‘鲤鱼打挺’!
将当前火箭脑袋和屁股的位置,来个180°调换。
如此一来,当火箭斜下去时,才能确保朝下的是发动机喷管。
这个步骤至关重要,必须要确保火箭在加速坠落前完成翻身,否则一旦以现在的姿态飞行下去,火箭势必以头抢地、尾朝天的可笑姿态,一头栽到甲板上撞成碎片。
即刻飞行的技术员们更喜欢管这个过程叫‘鹞子翻身’。
秦宇抱肩站在指挥厅的大屏幕前,神情期待道:“鹞子准备翻身了……”
在微观领域中,一级火箭全身各处的零件,由飞控计算机的精确引导下,宛如训练有素的军队,各司其职的摆开了阵势。
一串串字母和数字组成的代码,通过贯穿全箭的电缆传递出去,密不透风的电信号包裹住火箭,使其能执行最正确的指令。
首先是控制栅格舵的液压油从管道喷射出来,然后是节流阀陆续响应,紧接着四只苍蝇拍造型的栅格状壁板由原先的折叠状态、陆续撑开!
四只栅格舵各自做出翻滚、俯仰或摇摆的动作,利用穿过栅格的超音速大气湍流,进行空气动力学的箭体姿态调整。
与此同时火箭仪器舱内的北斗定位仪,也在不断刷新海上回收船的定位信息,并发送给电脑,来调整栅格舵的动作。
随后便是位于级间段部位的8个rcs冷气推进器装置,储存在气瓶中的高压氮气以每秒几次的高速喷射,来改变火箭的飞行方向。
在众目睽睽之下,这枚细长的圆柱体于水平滑行的过程中,一点点翘起脑袋、顺利完成了180°的翻身!
海滩和岛屿的观众们,震惊片刻后,哗的掀起震耳欲聋的掌声。
“全程不需要发动机点火,仅靠着8台冷气推进器,就水灵灵的翻身了,动能这么强吗?”
“也不完全是,别忘记栅格舵、鲨鱼鳍也发挥了点作用。更重要的是,这已经是水平滑行段的末期了,水平方向的速度几乎快降到零了,没受到多少阻力……”
“如果是陆地返场回收的话,现在翻完身就该点火了吧,让火箭再飞回300公里外的发射场?”
“没错,估计这就是即刻飞行非得冒险尝试海上回收的原因吧,陆地一来一回,至少要预留一半的燃料回程,就相当于损失一半运载力。”
“但海上回收就省燃料多了,跟二级火箭分离后直接往海里落,只需预留20%~30%的燃料,无论运力还是重复回收,性价比都是最高的!”
航天爱好者们扎堆在一起,热火朝天的议论着刚刚的鹞子翻身,全都是兴高采烈的模样。
天空中,完成翻身的一级火箭在重力加速度的作用下,开始以极高的速度坠向大气层。
130公里、110公里、90公里……
距离地面85公里高度时,一级火箭的首次点火反冲开启了。
液氧煤油推进剂以每秒超过100公斤的消耗量,被刑天发动机如同鲸吞般暴风吸入,庞大的热量通过拉瓦尔喷管释放出来,成为反作用力。
只见原本高速坠落的一级火箭,像在空中猛踩了一脚刹车,速度显而易见的降了下来。
橙黄色的火焰在狂暴的大气湍流中,虚弱的闪烁着,尽管看起来摇摇欲坠,却始终燃烧着,一直持续了20秒钟。
随后,刑天发动机关机,一级火箭的坠落速度由5600km/时、降低到4600km/时,再次进入无动力自由落体状态。
级间段部位的8台冷气推进器再次喷射氮气,调整火箭坠落姿态;
四只栅格舵通过滚转和俯仰,利用气动力控制火箭不断靠近海面的回收船坐标。
第一次的点火成功,让现场观众们如释重负的松了口气,但很快又来到了第二次的点火阶段。
飞控计算机接收到首次点火成功、以及反冲减速的数据后,精准无误的打开了通往燃气发生器的第二副流道。
储存在流道内的tea-teb点火剂,立刻注入进来,并与预留的少量氧气发生了化学反应。
三乙基铝烷-三乙基硼烷的化学键被氧原子撞断,释放出急剧升温的热量,随即引燃了燃气发生器!
在燃气发生器的工作下,涡轮泵和喷注器先后运转起来,源源不断的输送煤油燃料和氧化剂进入燃烧室中。
发动机推力建立,尾部铌合金大喷管再次喷射出耀眼的火光!
无数的发动机零件在此刻轰鸣起来,尾焰被大气湍流吹拂上去,凶猛烧蚀着箭体材料。
噼噼啪啪的音爆声在空中接连炸响,每个人都能感受到火箭在此刻承受的可怕应力。
铝合金外壳几乎要被绞杀,但随着刑天发动机不断反冲减速,这股力量逐渐削弱,金属变形声也不再那么剧烈了。
此次点火持续了40秒时间,发动机以满功率的马力竭尽所能的完成了第二次空中刹车。
一级火箭的坠落速度降为1000公里/时,距离回收船30公里。
永兴岛看台上的记者和嘉宾们,一边激动的看着电子屏幕,一边端起望远镜试图捕捉到火箭的踪迹。
排列在箭体四周的鲨鱼鳍微微摆动着,防止箭体发生自旋现象;
栅格舵最后一次调整横向位置,与回收船甲板的靶心对齐;
冷气推进器进行姿态修正喷射,气瓶已然见底……
30公里、20公里、10公里……
躲在‘祝你平安号’附近的两艘支援船,工作人员们望着直勾勾落下的一级火箭,全都兴奋的冲出来,激动地手舞足蹈。
他们各自比划着乱七八糟的手势,指引着火箭往海上回收甲板着陆,陈百成也坐不住来到了甲板上,一脸希冀的眺望万里无云的天空。
直到几秒后,从万米高空击穿云海、从天而降的火箭,出现在了肉眼可见的视野中。
第三次点火反冲,启动!