北京时间1月16日15时03分,美国蓝色起源公司研制的新格伦(New Glenn-1)大型火箭首飞,该火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角太空军基地发射升空。随后,火箭一二级分离。蓝色起源确认火箭第二级及其搭载的名为“蓝环探路者”的飞行器成功进入预定轨道。但火箭第一级未能按计划实现海上回收。
这次发射成功将火箭送入轨道,但回收失败。新格伦差点就成为全球第二款能够回收并重复使用的火箭。不过,它仍然是目前除了星舰和SLS之外,箭体直径最大的现役运载火箭。
经过25年的发展,杰夫·贝佐斯的公司——蓝色起源(Blue Origin)终于准备发射一枚全新的火箭,进行首次的轨道飞行。
这次发射的火箭名为“新格伦”,是蓝色起源的首款轨道级运载火箭,命名旨在纪念美国首位完成绕地球轨道飞行的航天员约翰·格伦。如果一切顺利,蓝色起源将在发射后不久,尝试将火箭的第一级助推器成功降落在一艘名为“杰克琳”(Jacklyn)的无人驾驶船上。该船的名字是为了纪念贝佐斯的母亲,停靠位置位于距离发射场约1,000公里的大西洋上。尽管SpaceX已经让火箭着陆成为常态,但确是蓝色起源首次尝试在公海上实现火箭着陆。
并非“大型猎鹰9”
“新格伦”一子级采用7台由蓝色起源公司自研的BE-4液氧甲烷富氧补燃发动机,单台海平面推力为2446千牛,推力调节范围在45%~100%之间。这款发动机也用于联合发射联盟的火神-半人马座火箭第一级。未来,“新格伦”还有可能将一子级改为9台发动机并联,进一步增强运力。
“新格伦”二子级使用2台BE-3U液氢液氧开式膨胀循环发动机。该发动机是基于新谢泼德亚轨道载人火箭第一级的BE-3发动机改造而来的,单台真空推力为765千牛,推力调节范围88%~100%。
“新格伦”芯级直径7米,尾舱直径8.5米,配备了直径7米的整流罩。其两级均采用共底贮箱,借助新材料,提升了运载能力:在回收一子级的模式下,设计200公里高度近地轨道运力45吨,185公里×35991公里×28度的地球同步转移轨道运力13.6吨,分别达到竞争对手——SpaceX公司的猎鹰9火箭的2.5倍和2.3倍,但这些指标有待后续任务验证。
整流罩内部容积大是“新格伦”的重要竞争优势
“新格伦”选用一子级并联7台发动机和海上着陆平台回收方案,似乎与猎鹰9火箭类似,但不能简单地将“新格伦”视作“大型猎鹰9”,这不仅表现在推进剂的区别上。
比如,在气动布局方面,“新格伦”未安装猎鹰9火箭的格栅翼,而是采用全动气动舵面配合边条翼增升方案,以便充分延长一子级在大气中滑行的时间,缓解气动加热现象。
根据蓝色起源公司设计的回收一子级流程,“新格伦”一子级的关机速度被设定在约2600米/秒,将飞出大气层,再入之前会进行一次短暂的再次点火减速,同时保留了海上悬停操作,并付出损失运力的代价。不过,在“新格伦”首飞任务中,一子级回收失败,再次点火的高度约为69公里,明显低于设计值。显然,蓝色起源公司需要核查相关流程,继续尝试回收一子级。未来,如果通过改进算法,允许“新格伦”一子级直接降落在回收船上,有望进一步提升性能。
有趣的是,有观点认为,“新格伦”有些“虚胖”。其一子级总推力1746吨,仅为土星5号重型火箭的一半。而“新格伦”高约98米,与土星5号重型火箭去掉逃逸塔的高度差不多。经计算显示,“新格伦”的起飞质量达1500吨级,起飞推重比仅为1.16。
“新格伦”一子级
无论结果如何,蓝色起源都将在全球航天领域贡献自己的运载火箭,或许,他们将成为人类太空时代的新引领者。
本文部分文字综合自公众微信号:中国航天报
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