朱紅巍 火箭軍指揮學(xué)院軍事理論研究所副研究員，從事作戰(zhàn)理論問題研究，榮獲軍隊(duì)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)2項(xiàng)、火箭軍軍事理論成果一二等獎(jiǎng)6項(xiàng)。
新聞提示
在歷經(jīng)4次試驗(yàn)失敗后，美國(guó)“獵鷹9”運(yùn)載火箭一級(jí)箭體近日成功實(shí)現(xiàn)海上回收。在太空科技領(lǐng)域，美國(guó)一直是世界的領(lǐng)跑者，去年12月美國(guó)就率先實(shí)現(xiàn)火箭一級(jí)箭體的陸上回收。有分析認(rèn)為，美國(guó)陸/?；厥赵囼?yàn)相繼成功，使火箭多域回收、重復(fù)使用成為可能，這意味著未來(lái)“載人返地”方面取得新的突破。
回收火箭要克服哪些難題？火箭重復(fù)使用有什么軍事價(jià)值？本期我們對(duì)話火箭軍指揮學(xué)院朱紅巍副研究員，請(qǐng)看他的詳細(xì)解讀。
海上回收成功，火箭回收將開啟2.0時(shí)代
問：回收航天器早已不是新鮮事，回收火箭與航天器有何不同？要克服哪些難題？
答：目前，美國(guó)航天飛機(jī)共發(fā)射135架次，成功回收133架次。航天飛機(jī)與衛(wèi)星（飛船）返回艙大多采用小長(zhǎng)徑比的再入鈍頭體氣動(dòng)外型，而火箭一級(jí)體均為大長(zhǎng)徑比的細(xì)長(zhǎng)型圓柱體，如“獵鷹9”運(yùn)載火箭一級(jí)箭體長(zhǎng)度48米，長(zhǎng)徑比接近13，越是細(xì)長(zhǎng)的飛行物，越不好控制飛行姿態(tài)，因此回收火箭的難度要大的多。
回收火箭必須克服兩大難題：一是火箭垂直回收，箭體降落過程中必須一直與地面保持垂直，這就需要火箭發(fā)動(dòng)機(jī)具有推力可調(diào)、多次啟動(dòng)等功能；二是箭體性能保持，即火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料貯箱等關(guān)鍵部件的使用壽命必須足夠長(zhǎng)，經(jīng)得起重復(fù)使用，這就對(duì)火箭箭體的材料和工藝提出了很高的要求。
問：這次“獵鷹9”運(yùn)載火箭采用海上回收方式，與陸地平臺(tái)回收相比，海上回收要克服哪些難題？
答：相對(duì)于陸地平臺(tái)回收，海上回收難度更大，但有更多優(yōu)勢(shì)。首先，回收地點(diǎn)選擇較為靈活?；鸺厥帐且豁?xiàng)風(fēng)險(xiǎn)極大的任務(wù)，選擇海上回收，即使失敗也不會(huì)造成人員傷亡。其次，可以運(yùn)載更多有效載荷?；鸺l(fā)射升空后，并不是垂直上升，其飛行軌跡呈拋物線狀?；鸺欢?jí)分離后，執(zhí)行陸上回收任務(wù)的一級(jí)箭體必須減速并調(diào)頭返回。由于回收地點(diǎn)有限，因此一級(jí)箭體無(wú)論是垂直方向還是水平方向都要飛行較長(zhǎng)距離，會(huì)消耗更多燃料。而選擇海上回收，一級(jí)箭體利用重力自然降落，回收船只需提前機(jī)動(dòng)到預(yù)定地點(diǎn)，在箭體著陸的正下方等待即可。
與陸上回收相比，海上回收火箭面臨降落點(diǎn)不規(guī)則晃動(dòng)、突發(fā)海上惡劣氣象等問題。由于自然潮汐運(yùn)動(dòng)，海上經(jīng)常是“無(wú)風(fēng)三尺浪”，火箭海上回收存在落地瞬間的箭體垂直姿態(tài)穩(wěn)定及落地后的箭體姿態(tài)固定問題。今年1月，“獵鷹9”海上回收失敗就是由于當(dāng)時(shí)一個(gè)著陸支架未能鎖定，導(dǎo)致整個(gè)火箭傾倒在回收船上。
成功自主回收，未來(lái)具有重要軍事價(jià)值
問：實(shí)現(xiàn)海上回收，將給美軍帶來(lái)哪些軍事價(jià)值？
答：實(shí)現(xiàn)運(yùn)載火箭一級(jí)箭體的海上回收，會(huì)給美軍未來(lái)作戰(zhàn)帶來(lái)重要的軍事價(jià)值。一方面，為美軍實(shí)現(xiàn)“太空控制”降低了成本。火箭發(fā)射成本的降低，為美軍部署太空武器、奪取太空控制權(quán)提供有利支撐。另一方面，為美軍彈道導(dǎo)彈發(fā)射陣地提供了更多選項(xiàng)。為防止導(dǎo)彈一級(jí)彈體落入人口密集區(qū)域造成人員財(cái)產(chǎn)損害，在選擇彈道導(dǎo)彈發(fā)射陣地時(shí)，必須避免彈道下方出現(xiàn)大中城市目標(biāo)?；鸺患?jí)箭體實(shí)現(xiàn)海上回收，可有效控制導(dǎo)彈殘?bào)w落點(diǎn)，使美軍導(dǎo)彈作戰(zhàn)運(yùn)用更加靈活。
回收只是開端，重復(fù)使用要克服諸多難題
問：從“獵鷹9”運(yùn)載火箭成功回收到下一個(gè)發(fā)射周期需要多久？
答：此次“獵鷹9”運(yùn)載火箭成功回收，只是證明了火箭一級(jí)箭體可以在條件惡劣的海上進(jìn)行回收，這一步意義重大，但是距離下一個(gè)發(fā)射周期還有很長(zhǎng)的路要走。比如，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的重復(fù)使用還要解決諸多難題。火箭動(dòng)力由燃燒劑與氧化劑的爆燃產(chǎn)生，在發(fā)動(dòng)機(jī)拉瓦爾噴管喉部將形成幾千度的高溫，目前的工藝材料只能保證噴管在高溫高壓環(huán)境下可靠工作10多分鐘。這么短暫的使用時(shí)間顯然不能滿足火箭重復(fù)使用的需要。同時(shí)，目前火箭的多數(shù)零部件都是按照“一次使用”研制的，如果要對(duì)火箭進(jìn)行多次重復(fù)使用，必須從源頭上按照可重復(fù)使用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些零部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。
問：火箭重復(fù)使用有多少價(jià)值空間？
答：“獵鷹9”火箭成功實(shí)現(xiàn)回收，美國(guó)國(guó)家航空航天局前局長(zhǎng)麥克·格里芬有過評(píng)價(jià)，“回收后還要檢查‘獵鷹9’經(jīng)受飛行考驗(yàn)后的能力，并需經(jīng)過復(fù)飛合格驗(yàn)收測(cè)試來(lái)驗(yàn)證和獲得復(fù)飛的信心。”顯然，火箭重復(fù)使用必須解決火箭的可靠性、維修成本、壽命等問題，在這些問題得到解決后，火箭重復(fù)使用的價(jià)值才能真正體現(xiàn)。
制圖：喻 萌
