我國民營航天事業(yè)蓬勃發(fā)展,，并有多家企業(yè)開始嘗試回收復用,，并取得了重大進展,，比如藍箭航天的朱雀三號完成了10公里高度垂直起降,，而航天科技集團的可重復使用火箭已經(jīng)飛到了12公里高度,。
但是,，航天事業(yè)一直都有著極高的風險,。
9月22日13時40分,，江蘇深藍航天在內(nèi)蒙古深藍航天額濟納旗航天港實施了星云一號首次高空垂直回收飛行試驗,。
這是中國第一次可入軌運載火箭的高空回收試驗。
核心任務目標,，是驗證星云一號入軌后垂直回收階段各系統(tǒng)工作的正確性和協(xié)調(diào)性,，特別是首次在飛行中驗證多機轉(zhuǎn)單機變動力工況，為后續(xù)百公里級回收飛行試驗,、以及最終入軌+回收試驗任務積累關鍵數(shù)據(jù),。
遺憾的是，可回收復用的一子級箭體在飛行試驗的最后著陸階段發(fā)生異常,，試驗未取得完全成功,。
《星云一號首次高空垂直回收飛行試驗試驗大綱》總共設計了11項主要試驗驗證任務，其中10項成功完成,，1項未完成,。
星云一號是深藍航天的第一型可入軌且回收復用的商用液體火箭，直徑3.35米,，一子級高度約21米,。
它配備的雷霆-R液氧煤油發(fā)動機,，由深藍航天全自主研制，是中國第一型90%以上主體結構均采用高溫合金3D打印技術一體成型的可復用液體火箭發(fā)動機,。
下一步,，深藍航天將按計劃執(zhí)行“星云-1”運載火箭一子級垂直回收飛行驗證，將于2024年實現(xiàn)“星云-1”運載火箭的入軌+回收,，正式開啟規(guī)模商業(yè)化,。
按照《星云一號首次高空垂直回收飛行試驗試驗大綱》，本次試驗過程驗證的關鍵技術點情況如下：
火箭按照預定程序三臺發(fā)動機點火起飛,，到達預定高度后,，兩側發(fā)動機關閉，依靠單臺發(fā)動機推力穩(wěn)定姿態(tài)并減速上升,，到達最高點之后依靠單臺發(fā)動機推力調(diào)節(jié)平穩(wěn)下降,，橫移約200米后，在回收場上空的預定高度成功解鎖展開并鎖定著陸支腿,，但是在最后著陸關機段出現(xiàn)異常,，導致箭體出現(xiàn)部分損毀。
本次飛行測試全程飛行時長179s,，關機前箭體與理論著陸點的誤差小于0.5米,，最后箭體精確落于回收場中心點。
本次試驗飛行任務剖面與預定程序相符,，試驗準備和實施全過程都在前期安全管控預案范圍內(nèi),，試驗后按照預定的應急處理流程進行后處理，全程未發(fā)生任何安全問題,。
試驗后經(jīng)過對試驗過程數(shù)據(jù)初步回溯分析,，在最后著陸關機段，發(fā)動機調(diào)推伺服跟隨控制指令出現(xiàn)異常,，導致箭體著陸高度超過設計范圍,，箭體出現(xiàn)部分損毀。
深藍航天技術團隊將盡快完成任務“歸零”,，為后續(xù)回收飛行試驗的成功打牢基礎,。深藍航天在本次試驗總結以及技術故障歸零基礎上，11月份將再次執(zhí)行高空垂直回收任務,。
本次飛行測試在深藍航天自行建設的額濟納旗航天港進行,，試驗場的地面設備、加注系統(tǒng),、測控系統(tǒng),，均由深藍航天自主研制。
這是國內(nèi)第一個完全商業(yè)化的能夠滿足液體火箭發(fā)射和飛行測試的試驗場，地處戈壁腹地,，南側緊鄰中國第三大沙漠巴丹吉林沙漠,，周邊都是廣袤的戈壁沙漠無人區(qū)，具有本質(zhì)安全性特征,。
本次試驗航區(qū)指向南側沙漠無人區(qū),，試驗嚴格按照火箭試驗安全管理要求執(zhí)行，開展全面風險識別,、管控,、應急方案，確保本次試驗的試驗安全和公共安全,。
對于受試產(chǎn)品星云-1入軌火箭一子級而言,，本次試驗僅僅加注了不足1/5的推進劑；成功驗證了高空垂直回收工況推進劑淺箱晃動狀態(tài)下的精確姿態(tài)控制,。
本次試驗使用了基于動基座的高精度自對準技術，以及起飛滾轉(zhuǎn)變射向發(fā)射技術,，可以在火箭不改變起豎安裝狀態(tài)情況下滿足全射向發(fā)射需求,，未來可大大簡化對不同飛行任務的工作量并提升適應性。
本次測試初步驗證了基于最優(yōu)控制的回收航跡優(yōu)化和米級精度制導算法,，為后續(xù)的入軌+回收最優(yōu)控制方法進行了工程驗證,。
本次試驗是國內(nèi)首次采用開式循環(huán)液氧煤油針栓發(fā)動機，執(zhí)行火箭高空回收測試任務,。
液氧煤油推進劑組合具有綜合運載效率高,、產(chǎn)品成本低、使用安全性和維護性好等特點,，是作為商業(yè)使用的液體回收火箭的不二之選,；但由于煤油液-液組織燃燒的困難性，平滑推力調(diào)節(jié)和穩(wěn)定燃燒一直是煤油調(diào)推發(fā)動機的難點,。
針栓技術作為解決煤油發(fā)動機調(diào)推的最佳工程實踐,，是開式循環(huán)液體發(fā)動機的技術高峰之一。
本次試驗的成功是雷霆-R發(fā)動機首次參與飛行試驗,，中心發(fā)動機在179s飛行中全程進行了推力調(diào)節(jié),，實際調(diào)推指令范圍為110%至58%，推力調(diào)節(jié)精度優(yōu)于1%,，在飛行工況下對最大幅度達40%的階躍指令相應良好,、推力超調(diào)精度小于2%。
本次試驗在國內(nèi)首次采用了專門針對入軌級火箭開發(fā)的著陸緩沖機構（著陸支腿）進行垂直回收測試,。
為滿足入軌級火箭苛刻的重量要求,，該機構采用了全碳纖維結構制造，前期進行了緩沖器單機試驗、連接鎖定裝置單機試驗,、單支腿的系列展收試驗,、四支腿和箭體的聯(lián)合展收試驗等單機和系統(tǒng)試驗。在前期一系列試驗和改進的基礎上,，該機構是國內(nèi)首個進入工程化應用的著陸緩沖裝置產(chǎn)品,。
在付出重量不大于1.2t、占火箭空重小于10%的代價下,，可以讓火箭一子級在攜帶剩余推進劑條件下按照總重量不大于15噸,、速度不大于3m/s，姿態(tài)角不大于5°情況下,，安全可靠軟著陸,。
江蘇深藍航天有限公司（深藍航天）成立于2016年，是一家以運載火箭研發(fā),、生產(chǎn)及提供商業(yè)發(fā)射服務為核心業(yè)務的商業(yè)航天企業(yè),聚焦液體可回收復用運載火箭的研制,。
深藍航天制造總裝基地位于江蘇省南通市，在北京亦莊設有火箭技術,、液體發(fā)動機研發(fā)中心,；在山東濟南建有火箭動力測試基地；在海南文昌建有發(fā)射基地和文旅教育基地,，已獲得國家高新技術企業(yè)認證,、武器裝備質(zhì)量管理體系認證和國家相關保密資質(zhì)。
深藍航天主打產(chǎn)品為“星云”系列運載火箭,，包括“星云-1”液體可回收復用運載火箭,、“星云-2”液體可回收復用運載火箭，與之配套的“雷霆”系列液體火箭發(fā)動機則分別為“雷霆-R1”液氧煤油發(fā)動機,、“超級雷霆”液氧煤油發(fā)動機,。
2021年7月23日，深藍航天完成了國內(nèi)首次液氧煤油火箭垂直起飛和垂直降落（VTVL）自由飛行,，即被稱之為“蚱蜢跳”的運載火箭垂直回收飛行試驗,。
2021年10月13日，深藍航天再次成功完成百米級VTVL垂直回收飛行試驗,。
2022年5月7日,，深藍航天成功完成公里級VTVL垂直回收飛行試驗，成為了全球第二家完成液氧煤油火箭垂直回收復用全部低空工程試驗的公司（第一家為美國的SpaceX）,。
2022年6月29日,，深藍航天20噸級液氧煤油發(fā)動機“雷霆-R1”試車圓滿成功。
2022年9月29日,，深藍航天完成中國商業(yè)航天首次可重復使用液氧煤油發(fā)動機二次起動試車,。
10月8日,，同一臺發(fā)動機在不下臺狀態(tài)下再次進行了二次起動試車，一次起動發(fā)動機工作20s,，二次起動發(fā)動機工作20s,，再次取得圓滿成功，標志著“雷霆-R1”發(fā)動機已經(jīng)具備了可重復使用能力,。
2023年6月,，深藍航天自主研制的可重復使用發(fā)動機“雷霆-R1”在深藍航天新投入使用的立式試車臺位整機考臺試車取得圓滿成功。
本輪試驗的同一臺“雷霆-R1”發(fā)動機共進行了數(shù)次整機全系統(tǒng)試車,，以及數(shù)十次不同工況的起動測試和點火測試,，再次凸顯“雷霆-R1”發(fā)動機可重復使用的優(yōu)越性能和穩(wěn)定性能。
6月29日,，深藍航天可重復使用發(fā)動機“雷霆-R1”再次整機全系統(tǒng)試車,，進入常態(tài)化試車階段。
7月,，深藍航天完成國內(nèi)首次使用非火工連接解鎖機構進行的整流罩分離試驗,。
8月，深藍航天“雷霆-R1”發(fā)動機首次立式試車臺整機試車120秒圓滿成功,。
8月15日,，深藍航天液氧煤油發(fā)動機“雷霆-R1”國內(nèi)首次三次起動整機試車圓滿成功。
8月23日,，深藍航天完成國內(nèi)首次液氧煤油發(fā)動機全飛行時序三次起動試車。
10月18日,，深藍航天液氧煤油發(fā)動機“雷霆-R1”420秒長程試車圓滿成功,。
11月20日，深藍航天液氧煤油發(fā)動機“雷霆-R1”整機40%-100%在線變推力試車圓滿成功,。
12月,，深藍航天“星云-1”液體可回收復用運載火箭著陸支腿展收試驗取得圓滿成功。
2023年12月至2024年1月,，深藍航天“雷霆-R1”發(fā)動機整機搖擺試車取得圓滿成功,。
3月，深藍航天“星云-1”火箭一子級三機狀態(tài)動力系統(tǒng)試車圓滿成功,。
4月,，深藍航天“星云-1”火箭一子級200秒長程動力系統(tǒng)試車圓滿成功。4月,，深藍航天“星云-1”級間分離反推動力裝置性能驗證試驗圓滿成功,。
5月，深藍航天“星云-1”火箭一子級回收著陸段系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和落震試驗取得圓滿成功,。
6月,，深藍航天“星云-1”火箭柵格舵展開性能試驗取得圓滿成功。
7月，深藍航天“星云-1”火箭一子級三機并聯(lián)全時序動力系統(tǒng)系列試車圓滿成功,。
