历史

267 连续试飞(1/2)

    龙门飞船的试飞不太顺利。

    第一个问题,龙门的入轨高度低了五公里。

    五公里看似不多,可每一点速度改变都要消耗不可再生的Δv,为了省下一点,这五公里高度不得不让龙门飞船多绕了一圈半,用霍曼转移的方式升轨。

    这样的高度误差对于航天器发射其实是正常的,但也说明天气、气流监控出了点小问题,还需要加强管理。

    一级火箭设计燃料冗余也不足,这部分钱看样子省不下来。

    第二个问题,对接。

    对接消耗了比最低预期多30%的rcs单组元燃料。

    因为龙门飞船比较短,又要测试一种新的单组元推进器,它在真空环境下的特征比冲有点大,执行摆动调整时比较灵敏,多次摆动过头,连续调整回摆时地面人员还发出了一个误操作指令,导致龙门原地转起来。

    火箭主发动机一级的特征比冲在二三百之间,真空比冲会大于海平面。上面级发动机在海平面几乎没有推力,但到了真空环境,至少都是三百二往上,c国此时已经频繁应用比冲达到四百五十的发动机。

    相对于主发动机系列,rcs系统用的单组元发动机特征比冲很小,两百都不到。

    单组元系统以如此小的比冲上天,有浪费燃料的嫌疑,但与普通燃烧剂加氧化剂的双组元模式比,单组元拥有的可靠度高、操控性好、能进行更长时间的连续推进等优势,让它在航天系统里有不可替代的优势。

    虽然这个时候c国已经在电推系统上发力,不过电推推力一时半会起不来,单组元发动机还不能放下。

    本次测试的是一种单组元、电推综合系统,地面测试采集到的数据,真空环境最大比冲二百八,因为时间比较紧也没有做过太空飞行,与飞船电力系统对接的自动控制程序还有些瑕疵,也是引发测试问题的因素之一。

    幸好当时龙门飞船已经在未来空间站目视范围内,情况被立刻回报地面,推力被及时关闭,否则地面万一没及时发现情况,再加一次与旋转同向的推力,转动角速度过快可能会引起解体。

    第三个问题,再入。

    龙门飞船为未来空间站提供了一批食品补给和少量廉价加工原料,接收了要运回地表的货物,直接启程。

    还是水漂式再入,可最后一次进入大气层后,需要展开热防护罩时出了点问题,防护罩没有正确打开!

    它采用了一种可展开的热防护罩,能够让飞船在再入大气层时,获得额外的制动强度。很明显,这种展开结构对于一个要多次经历上千度高温的再入器而言,复杂度有点略高。

    幸亏作为载人救生船和再入船,龙门的设计过程中就有考虑热防护罩无法正确展开的情况,所以还是有准备正常的减速伞,倒也没让飞船高速砸到地上。

    展开式热防护罩其实是个传统难题了,说到底还是材料学进展跟不上,没有合适的耐高温柔性材料,或柔性导热材料加烧蚀剂,用刚性的材料去做展开结构,复杂度必然会提高。

    假如展开式热防护罩的可靠度能达到100%,就能取消掉减速伞及其容器、机械结构,对于龙门这种需要两套减速伞的大家伙,能省下上百公斤的重量,不管是加补给还是加氧气再生药粉,都能进一步增强飞船的功能性,现在看来不够成熟。

    热防护罩的设计团队悲催了,因为按之前构型方案的吵架结果,龙门飞船回到地面后要接受改装,换成传统的热防护罩,外壳也会略作修改,改为减速板方案。

    形状类似战机降落时使用的那种减速板,不过航天减速板还有所不同,再入时温度过高用液压系统很危险,只能通过结构设计,采用段落式机械结构,给几个不同的展开角。

    减速板方案的重量比展开式热防护罩要重了四十公斤,所以之前没吵赢。

    减速板结构简单,可靠性肯定更高,但航天系统重点考虑的是可靠性能达到多高。

    如果至少打开一对反向减速板的可靠度能超过98%,就可以考虑丢掉一套减速伞,两套四个全开的可靠性能达到992%以上,借助再入程序的调整,就可以不要减速伞,甚至降落伞也可以设计得更张风,尺寸能减小点,综合下来还是能省下百公斤重量。

    飞行中出现的几个小槛,大多数都可以归结到龙门采用了较多的新技术,重点还在于落地之后的检查。

    龙门飞船制造出来是为了重复利用,以实现进一步降低载人航天运输成本。

    再入时不但有被热防护罩保护的本体,还有两个摆在防护罩外面的轨道发动机整流喷嘴要接受考验,这同为展开式热防护罩前期胜出的理由之一。

    发动机能承受两千度的高温,不过再入时要发动机喷嘴朝向地面,当热防护罩无法正确展开时,会因形状受到额外的气动加温影响。

    落地后被找到的第一件事,就是对这两个发动机进行探伤。

    龙门飞船有一个纤细的起落架结构,这套起落架负责在坠落速度在4米每秒到8米每秒之间为飞船提供一次缓冲,它们发挥了很好的作用,没有让喷嘴怼到地面,这也意味着冲击速度够低,内部的假人肯定不会有问